GEBIET DER
ERFINDUNGAREA OF
INVENTION
Die
Erfindung betrifft Kraftfahrzeugantriebsstränge.The
The invention relates to motor vehicle drive trains.
STAND DER
TECHNIKSTATE OF
TECHNOLOGY
Kraftfahrzeugantriebsstränge bestehen
im allgemeinen aus einer Energiequelle, die über einen Kupplungsmechanismus
mit einem Getriebe verbunden ist, das manuell oder mittels einer
Reihe von Kupplungen und Bremsen gesteuert wird, wobei in beiden
Fällen
im allgemeinen drei oder mehr verschiedene Antriebsverhältnisse
zur Verfügung
stehen. Die meisten Kraftfahrzeuge verwenden noch immer einen Verbrennungsmotor
als Energiequelle. Im allgemeinen haben Verbrennungsmotoren eine schmale
Betriebsdrehzahlbandbreite (U/min), die auf das Drehmoment oder
die Antriebskraft als bevorzugten Arbeitspunkt abgestimmt ist, bei
dem sich maximale Kraftstoffeffizienz und minimale Verschmutzung
ergibt.Automotive powertrains exist
generally from a source of energy via a coupling mechanism
connected to a transmission, manually or by means of a
Series of clutches and brakes is controlled, with in both
make
in general, three or more different drive ratios
to disposal
stand. Most motor vehicles still use an internal combustion engine
as an energy source. In general, internal combustion engines have a narrow
Operating speed bandwidth (RPM) based on the torque or
the driving force is tuned as a preferred operating point at
maximum fuel efficiency and minimal pollution
results.
Die
Wirkung des Stufengetriebes besteht darin, daß jeder der Gänge oder
Abstufungen des Motors zunächst
einer hohen Drehmomentsanforderung bei geringen Drehzahlen ausgesetzt
ist, wodurch ein Abwürgen
verursacht wird, wenn der Kolben sich langsamer bewegt als die Flammenfront
im Verbrennungshub. Wenn die Drehzahl des Motors zunimmt, passiert
er den bevorzugten Arbeitspunkt des ausgeglichenen Betriebs von
Drehzahl und Drehmoment, wobei der Kolben sich mit der Geschwindigkeit
der Flammenfront und der sich ausdehnenden Luft bewegt. Dann überschreitet
die Motordrehzahl die Balance zwischen Drehzahl und Drehmomentanforderung
und gelangt in eine Überdrehzahlsituation,
bis der nächste
Gang eingelegt ist und das Obenstehende während der nächsten und der folgenden Gangschaltvorgänge wiederholt
wird.The
Effect of the stepped transmission is that each of the gears or
Gradations of the engine first
exposed to a high torque requirement at low speeds
is, causing a stall
is caused when the piston moves slower than the flame front
in the combustion stroke. When the speed of the engine increases, happens
he the preferred operating point of balanced operation of
Speed and torque, with the piston moving at speed
the flame front and the expanding air moves. Then exceeds
the engine speed is the balance between speed and torque demand
and gets into an overspeed situation,
until the next one
Gear is engaged and the above is repeated during the next and subsequent gear shifts
becomes.
Auf
offener Landstraße
läßt sich
eine größere Effizienz
durch einen Overdrive-Gang
erreichen, der die Drehzahl des Motors und die Drehmomentanforderung
wieder besser aufeinander abstimmt. Üblicherweise handelt es sich
dabei um ein festgelegtes Übersetzungsverhältnis und
im allgemeinen nahezu die maximale Leistungsfähigkeit des Motors zum Betrieb
auf ebenem oder mäßig unebenem
Gelände. Bei
einer Steigung muß der
Fahrer bei den meisten Automatikgetrieben in einer relativ großen Abstufung mit
den sich daraus ergebenden Unzulänglichkeiten einen
Knopf manuell betätigen
oder automatisch auf ein geringeres Übersetzungsverhältnis herunterschalten.
Liegt die betreffende Last im mittleren Bereich des höchsten Gangs/Overdrives,
schaltet das Getriebe in regelmäßigen, relativ
schnellen Zyklen häufig
mehrfach nach oben und unten, woraus sich eine sowohl für den Fahrer
als auch für
die Passagiere spürbare
Beschleunigung und Verlangsamung ergibt.On
open country road
let yourself
greater efficiency
through an overdrive gear
reach the speed of the engine and the torque request
again better coordinated. Usually it is
thereby to a fixed transmission ratio and
in general, almost the maximum performance of the engine for operation
on even or moderately uneven ground
Terrain. at
a slope must the
Driver with most automatic transmissions in a relatively large gradation
the resulting shortcomings one
Manually press the button
or automatically downshift to a lower gear ratio.
If the load is in the middle of the highest gear / overdrive,
Switches the gearbox in regular, relative
fast cycles frequently
several times up and down, resulting in one for both the driver
as well as for
the passengers noticeable
Acceleration and deceleration results.
Beim
Versuch, den Motor konstant und gleichmäßig in dem bevorzugten Arbeitspunkt
des Ausgleichszustands von Drehzahl des Motors und gefordertem Drehmoment
und der mit der Verbrennungszyklusflammenfront und den sich ausdehnenden
Gasen abgeglichenen Kolbengeschwindigkeit zu betreiben, zeigt der
Stand der Technik Versuche der Kombination verschiedener Getriebesysteme,
die einen Antrieb mit variabler Drehzahl erfordern. Im allgemeinen
werden konische Reibantriebsstufenscheiben oder -rollen verwendet,
bei denen die Drehzahlveränderung
durch gleitendes Verschieben der sich verjüngenden Kegel relativ zueinander
erreicht wird. Der auf diese Weise übertragbare Drehmomentsbetrag
ist minimal und der daraus folgende Verschleiß macht diese Option unbrauchbar.
Der Erfolg von Keilriemenscheiben und darauf abgestimmten verstellbaren
Keilriemenscheiben, die einen breiten Keilriemen verwenden, war
im Niedrig-PS-Bereich gering.At the
Attempt to keep the motor constant and steady at the preferred operating point
the state of compensation of engine speed and required torque
and that with the combustion cycle flame front and expanding
Gas-balanced piston speed to operate, shows the
PRIOR ART Attempts to Combine Various Transmission Systems
which require a variable speed drive. In general
use conical friction drive pulleys or pulleys,
where the speed change
by sliding the tapered cones relative to each other
is reached. The amount of torque transferable in this way
is minimal and the consequent wear makes this option unusable.
The success of V-belt pulleys and matching adjustable
V-belt pulleys using a wide V-belt were
low in the low horsepower range.
Hydraulikpumpen
und -motoren verwendende Getriebe mit variabler Drehzahl im Stand
der Technik sind so ausgelegt, daß bei zunehmender Drehzahl
des Abtriebs auch die Menge des Ölflusses zunimmt,
so daß aufgrund
dessen ein weiterer Reibungsverlust verusacht wird. Beim Versuch
der Minimierung dieses Verlusts wurden sowohl höhere Drücke als auch geringere Durchflußmengen
eingesetzt. Dies hat sehr schlechte Drehmomenteigenschaften im niedertourigen
Bereich zur Folge. Der sich ergebende Verlust an Effizienz und Leistung
zusammen mit dem Energieverlust, der Wärmeerzeugung und der Notwendigkeit
der Kühlung
durch zusätzliche Kreisläufe und
Kühler
beweist, daß diese
Getriebeform für
die Verwendung bei hochtourigen Fahrzeugen nicht brauchbar ist und
nur bei niedertourigen Traktoren und Mobilmaschinen angewandt wird.hydraulic pumps
and variable speed variable speed gearboxes in use
The technology is designed so that with increasing speed
the output also increases the amount of oil flow,
so that due
whose further loss of friction is made. When trying
Minimizing this loss has been both higher pressures and lower flow rates
used. This has very poor torque characteristics in the low-speed
Area result. The resulting loss of efficiency and performance
along with energy loss, heat generation and necessity
the cooling
through additional circuits and
cooler
proves that this
Gearbox form for
the use in high-speed vehicles is not useful and
only used in low-speed tractors and mobile machines.
Die
Internationale Patentanmeldung WO 98/17972 dieser Anmelderin offenbart
ein Fahrzeuglastschaltgetriebe und einen Antriebsstrang, die imstande
sind, über
einen vorbestimmten Wirksamkeitsbereich mittels eines äußeren Getriebes
und einer inneren Differentialgetriebebaugruppe, die von zwei drehbaren
Antrieben gesteuert wird, kontinuierlich gesteuert zu werden. Die
Eingänge
von einem Mikroprozessor überwachen
kontinuierlich alle kritischen Eingänge und Ausgänge und
nehmen kontinuierliche Echtzeitmikroeinstellungen vor, um dem Fahrer
und den Passagieren ein angenehmes und ruhiges Fahrgefühl, Kraftstoffeffizienz
und Verringerung der Verschmutzung zu garantieren. Zwar kann zum Antrieb
der beiden Antriebe eine einzige Energiequelle, z.B. Hydraulikantriebssysteme,
verwendet werden, aber die Internationale Anmeldung beschreibt hauptsächlich die
Verwendung eines geteilten Motors oder zweier Energiequellen, wobei
das eine Triebwerk für
maximale Nutzeffekte hinsichtlich Kraftstoff und Verschmutzung kontinuierlich
in dem bevorzugten Arbeitspunkt läuft, während die zweite Energiequelle
zum Ausgleich der variablen Antriebskräfte verwendet wird. Die Offenbarung
der Internationalen Anmeldung WO 98/17927 bildet hiermit durch Querverweis Teil
dieser Anmeldung und wird im folgenden als "die frühere Anmeldung der Anmelderin" bezeichnet.Applicant's International Patent Application WO 98/17972 discloses a vehicle load transmission and drive train capable of being continuously controlled over a predetermined range of effectiveness by means of an external transmission and an internal differential gear assembly controlled by two rotatable drives. The inputs from a microprocessor continuously monitor all critical inputs and outputs and provide continuous real-time micro-adjustments to guarantee the driver and passengers a comfortable and quiet ride, fuel efficiency and pollution reduction. Although a single energy source, eg hydraulic drive systems, can be used to drive the two drives, the International Application mainly describes the use of a part engine or two energy sources, wherein the one engine for maximum fuel and pollution benefits continuously runs at the preferred operating point, while the second power source is used to compensate for the variable driving forces. The disclosure of International Application WO 98/17927 hereby forms part of this application by cross-reference and will be referred to hereinafter as "the Applicant's earlier application".
GB
1161508 beschreibt ein variables Getriebesystem nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1 mit einer einzelnen Antriebswelle, die mit einem
Sonnenrad und einem Planetenrad 8 verbunden ist. Das Sonnenrad 8 treibt
eine Welle 11 an, die mit einer Pumpe 3 verbunden
ist. Die Pumpe 3 überträgt Energie
an einen Motor 4, der die Abtriebswelle 37 antreibt.
Das Planetenrad 10 überträgt über eine
Kupplung 46 und Zahnräder 38, 39 Energie
an eine Abnahmewelle 42. Dieses System erfordert jedoch
ein Kupplungssystem, um ein variables mechanisches Getriebe bereitzustellen.
Darüber
hinaus läßt sich das
System nicht an existierende Fahrzeuge anpassen.GB 1161508 describes a variable transmission system according to the preamble of claim 1 having a single drive shaft connected to a sun gear and a planetary gear 8th connected is. The sun wheel 8th drives a wave 11 on, with a pump 3 connected is. The pump 3 transfers energy to an engine 4 that drives the output shaft 37 drives. The planet wheel 10 transmits via a clutch 46 and gears 38 . 39 Energy to a decline wave 42 , However, this system requires a clutch system to provide a variable mechanical transmission. In addition, the system can not be adapted to existing vehicles.
US 3,698,189 beschreibt
ein neutrales hydraulisches Kupplungsventil für ein hydromechanisches Getriebe.
Das Ventil wird in einer hydromechanischen Einheit verwendet, die
nur einen einzigen, mit einer Pumpeneinheit verbundenen Eingang
und einen einzigen, mit einer Motoreinheit verbundenen Ausgang aufweist.
Das Gehäuse
der hydromechanischen Einheit ist einstückig mit dem Ausgang ausgebildet
und zusammen mit der Pumpeneinheit drehbar. Die hydromechanische
Einheit dieses Patents läßt keine
Teilung des Leistungseintrags zu, um einen Abtrieb mit variabler
Drehzahl zu liefern, und maximiert somit die Motoreffizienz nicht. US 3,698,189 describes a neutral hydraulic clutch valve for a hydromechanical transmission. The valve is used in a hydromechanical unit having only a single input connected to a pump unit and a single output connected to a motor unit. The housing of the hydromechanical unit is integrally formed with the outlet and rotatable together with the pump unit. The hydromechanical unit of this patent does not allow splitting the power input to provide a variable speed output, and thus does not maximize engine efficiency.
OFFENBARUNG
DER ERFINDUNGEPIPHANY
THE INVENTION
Für die Massenherstellung
von Automobilen und zur Minimierung der Werkzeugausstattungsinvestitionskosten
ist die Verwendung bestehender Massenherstellungsmaschinen von Vorteil.
Es ist ferner wünschenswert,
eine vollständige
singuläre
Energiequelle kontinuierlich mit maximaler ausgeglichener Drehzahl
und ebensolchem Drehmoment zu betreiben, und zwar konstant in dem
bevorzugten Arbeitspunkt für
maximale Kraftstoffeffizienz und minimale Verschmutzung, und diese
Funktionsweise in allen Spektren der Spannbreite des Führens eines Fahrzeugs
beizubehalten.For mass production
of automobiles and to minimize tooling investment costs
the use of existing mass-production machines is an advantage.
It is also desirable
a complete
singular
Energy source continuously with maximum balanced speed
and operate the same torque, and constant in the
preferred operating point for
maximum fuel efficiency and minimal pollution, and these
Operating in all spectrums of the range of driving a vehicle
maintain.
Eine
Aufgabe eines Aspekts dieser Erfindung besteht darin, eine Verteilergetriebevorrichtung vorzusehen,
um zwei Rotationsabtriebe mit einer variablen relativen Drehzahl
von einem einzigen Rotationsantrieb zu versorgen. Eine Aufgabe eines
anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen
Fahrzeugantriebsstrang und ein Lastschaltgetriebe zu schaffen, die über einen
vorbestimmten Betriebsbereich kontinuierlich geregelt werden können.A
It is an object of one aspect of this invention to provide a transfer case device.
two rotary outputs with a variable relative speed
from a single rotary drive. A task of a
Another aspect of the present invention is a
Vehicle powertrain and a powershift transmission to provide over a
predetermined operating range can be controlled continuously.
Unter
einem ersten Aspekt sieht die vorliegende Erfindung eine Verteilergetriebevorrichtung zur
Bereitstellung von zwei Rotationsabtrieben mit einer variablen relativen
Drehzahl von einem einzelnen Rotationsantrieb vor, wobei die Vorrichtung
folgendes umfasst: ein erstes Rotationselement, das in Drehung um
eine Rotationsachse angetrieben wird und einen ersten Rotationsabtrieb
aufweist; ein zweites Rotationselement, das um die Rotationsachse drehbar
ist und einen zweiten Rotationsabtrieb aufweist; eine erste Fluidkammer,
die zu dem ersten Rotationselement gehört; einen ersten Regler zum
Variieren des Volumens der ersten Kammer als Reaktion auf die Drehung
des ersten Rotationselements; eine zweite Fluidkammer, die zu dem
zweiten Rotationselement gehört;
einen zweiten Regler zum Variieren des Volumens der zweiten Kammer
als Reaktion auf die Drehung des zweiten Rotationselements; dadurch
gekennzeichnet, dass ein Kommutator als Reaktion auf die Drehung
des ersten Rotationselement drehbar ist, um mindestens regelmäßig eine
geschlossene Fluidstromkommunikation zwischen der ersten und der
zweiten Kammer während
der Drehung des ersten und zweiten Rotationselements herzustellen;
wobei die Drehzahl des zweiten Rotationselements als Reaktion auf
die Drehung des ersten Rotationselements durch entsprechende Veränderungen
des Volumens der ersten und zweiten Kammer bestimmt wird.Under
In a first aspect, the present invention provides a transfer case device
Provision of two rotary drives with a variable relative
Speed from a single rotary drive, wherein the device
comprising: a first rotary element rotating in rotation
a rotation axis is driven and a first rotation output
having; a second rotation member that is rotatable about the rotation axis
is and has a second rotational output; a first fluid chamber,
which belongs to the first rotation element; a first controller for
Varying the volume of the first chamber in response to the rotation
the first rotary element; a second fluid chamber leading to the
heard second rotary element;
a second regulator for varying the volume of the second chamber
in response to the rotation of the second rotary member; thereby
characterized in that a commutator in response to the rotation
of the first rotation element is rotatable to at least one regular
closed fluid flow communication between the first and the
second chamber during
to produce the rotation of the first and second rotation elements;
wherein the rotational speed of the second rotational element in response to
the rotation of the first rotation element by corresponding changes
the volume of the first and second chamber is determined.
Unter
einem anderen Aspekt sieht diese Erfindung eine Lastschaltgetriebeeinheit
vor, die folgendes umfasst: eine Verteilergetriebevorrichtung, ein äußeres Hauptgetriebe
und eine innere Differentialgetriebebaugruppe;
wobei das Hauptgetriebe
zwei Rotationsantriebsmittel aufweist, die beide jeweils von einem
ersten Rotationsabtrieb und einem zweiten Rotationsabtrieb der Verteilergetriebevorrichtung
angetrieben werden, wobei die beiden Antriebsmittel betriebsfähig mit dem
drehbaren Abtriebsmittel verbunden sind, so dass die Drehzahl des
Abtriebsmittels im Verhältnis zu
dem algebraischen Mittel der Drehzahl der beiden Antriebsmittel
variieren kann;
wobei die Differentialgetriebebaugruppe im
Hauptgetriebe angeordnet ist und ein drehbares Antriebsmittel aufweist,
das betriebsfähig
mit zwei differenziell drehbaren Abtriebsmitteln verbunden ist,
wobei das Abtriebsmittel des Hauptgetriebes und das Antriebsmittel
der Differentialgetriebebaugruppe betriebsfähig verbunden sind; dadurch
gekennzeichnet, dass die Verteilergetriebevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt
beschaffen ist.In another aspect, this invention provides a power transmission unit comprising: a transfer case, an outer main gear, and an inner differential gear assembly;
the main gearbox having two rotary drive means each driven by a first rotary output and a second rotary output gear of the transfer gear device, the two drive means being operatively connected to the rotary output means such that the rotational speed of the output means is proportional to the algebraic average of the rotational speed both drive means may vary;
the differential gear assembly being disposed in the main gear and having rotatable drive means operatively connected to two differentially rotatable output means, the output gear of the main gear and the drive means of the differential gear assembly being operatively connected; characterized in that the transfer case device according to the first aspect is arranged.
Unter
einem anderen Aspekt sieht die vorliegende Erfindung einen Kraftfahrzeugantriebsstrang vor,
der in der Lage ist, fortwährend über einen
vorherbestimmten Betriebsbereich gesteuert zu werden, und der folgendes
umfasst:
ein einziges Triebwerk;
eine Lastschaltgetriebeeinheit,
die eine Verteilergetriebevorrichtung, ein äußeres Hauptgetriebe und eine
innere Differentialgetriebebaugruppe umfasst;
wobei das Hauptgetriebe
zwei drehbare Antriebsmittel aufweist, die beide jeweils von einem
ersten Rotationsabtrieb und einem zweiten Rotationsabtrieb der Verteilergetriebevorrichtung
angetrieben werden, wobei die beiden Antriebsmittel betriebsfähig mit dem
drehbaren Abtriebsmittel verbunden sind, so dass die Drehzahl des
Abtriebsmittels im Verhältnis zu
dem algebraischen Mittel der Drehzahl der beiden Antriebsmittel
variieren kann;
wobei die Differentialgetriebebaugruppe im
Hauptgetriebe angeordnet ist und ein drehbares Antriebsmittel aufweist,
das betriebsfähig
mit zwei differentiell drehbaren Abtriebsmitteln verbunden ist,
wobei das Abtriebsmittel des Hauptgetriebes und das Antriebsmittel
der Differentialgetriebebaugruppe betriebsfähig verbunden sind; dadurch
gekennzeichnet, dass die Verteilergetriebevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt
beschaffen ist.In another aspect, the present invention provides an automotive powertrain capable of being continuously controlled over a predetermined operating range and comprising:
a single engine;
a power transmission unit comprising a transfer gear device, an outer main gear, and an inner differential gear assembly;
the main gearbox having two rotatable drive means each driven by a first rotational output and a second rotational output gear of the transfer gear device, the two drive means being operatively connected to the rotatable output means such that the rotational speed of the output means is proportional to the algebraic average of the rotational speed the two drive means can vary;
the differential gear assembly being disposed in the main gearbox and having rotatable drive means operatively connected to two differentially rotatable output means, the output gear of the main gear and the drive means of the differential gear assembly being operatively connected; characterized in that the transfer case device according to the first aspect is arranged.
Erfindungsgemäß liefert
ein einziges Triebwerk über
einen Antriebsstrang einen Antriebszweig mit konstanter Drehzahl
und über
einen zweiten Antriebsstrang einen Antriebszweig von demselben Triebwerk,
wodurch es mittels geschlossener Fluidvolumina oder -säulen, vorzugsweise Öl, möglich ist, daß die Reaktionskräfte des
Getriebes direkt ohne Energieverlust beim Ausgleichen der Kräfte auf
die Energiequelle reagieren.Supplies according to the invention
a single engine over
a drive train a drive branch at a constant speed
and over
a second drive train a drive branch of the same engine,
whereby it is possible by means of closed fluid volumes or columns, preferably oil, that the reaction forces of
Gear directly without energy loss when balancing the forces
the energy source react.
Vorzugsweise
variiert der zweite Antriebszweig mechanisch die Mengen des eingeschlossenen Öls, um die
Veränderung
der Drehzahl der beiden Antriebe für das Getriebe zu ermöglichen,
wodurch die Drehzahl des Abtriebs entsprechend der Formel Vout = 2 × Vsecondary – Vprimaryvariieren
kann, wobei Vout die Abtriebsdrehzahl, Vsecondary die Drehzahl des
Sekundärantriebs
ist, der von dem zweiten Rotationsabtrieb des Verteilergetriebes
gestellt wird, und Vprimary die Drehzahl des Primärantriebs
ist, der von dem ersten Rotationsabtrieb des Verteilergetriebes
gestellt wird.Preferably, the second drive branch mechanically varies the amounts of trapped oil to allow the speed of the two drives for the transmission to vary, thereby reducing the output speed according to the formula Vout = 2 × Vsecondary - Vprimary Vout is the output speed, Vsecondary is the speed of the secondary drive provided by the second rotary output of the transfer case, and Vprimary is the speed of the prime mover provided by the first rotary output of the transfer case.
Erfindungsgemäß nutzt
das Verteilergetriebe ein einzigartiges Verfahren der proportionalen
Steuerung des eingeschlossenen Öls
derart, daß der
zweite Rotationsabtrieb sich vorzugsweise immer:
in derselben
Richtung dreht wie der erste Rotationsabtrieb;
niemals weniger
als mit einem Drittel der Drehzahl des ersten Rotationsabtriebs
dreht, wenn der Getriebeabtrieb im Rückwartsgang ist, es sei denn,
er wird bei Maschinen verwendet, die im Vorwärts- und Rückwärtsgang die gleiche Drehzahl
erfordern, wobei in diesem Falle der Rotationsabtrieb auf Null U/min
reduziert werden kann;
mit der Hälfte der Drehzahl des ersten
Rotationsabtriebs dreht, wenn er in neutraler dynamischer Verriegelung
ist;
mit derselben Drehzahl läuft wie der erste Rotationsabtrieb,
wenn er sich in voller Vorwärtsbewegung
befindet.According to the invention, the transfer case utilizes a unique method of proportional control of the trapped oil such that the second rotational output is preferably always:
in the same direction as the first rotation output;
never less than one third of the rotational speed of the first rotary output when the transmission output is in the reverse gear unless it is used on machines that require the same speed in forward and reverse, in which case the rotational output is zero U / min can be reduced;
at half the speed of the first rotary output rotates when in neutral dynamic lock;
running at the same speed as the first rotation output when in full forward motion.
Die
Differentialgetriebebaugruppe ist innen im Hauptgetriebe angeordnet
und weist ein Rotationsantriebsmittel auf, das wirkungsmäßig mit
zwei Differentialrotationsabtriebsmitteln verbunden ist,
wobei
das Abtriebsmitel des Hauptgetriebes und das Antriebsmittel der
Differentialgetriebebaugruppe wirkungsmäßig miteinander verbunden sind.The differential gear assembly is internally disposed in the main gearbox and has rotational drive means operatively connected to two differential rotational output members.
wherein the output of the main gear and the drive means of the differential gear assembly are operatively connected to each other.
Es
sind Steuereinrichtungen vorgesehen, die eine Einrichtung zum Empfang
eines Befehlseingang und eine Einrichtung zum Bestimmen der mit
dem Betrieb des Antriebsstrangs zusammenhängenden Leistungsparameter
aufweisen. Die Leistungsparameter umfassen die Belastung des Triebwerks,
wobei der Druck der verkapselten Ölsäulen in dem Sekundärantriebszweig
die Kräfte
des äußeren Getriebes
beschränkt,
die Drehzahlen des ersten Primärantriebszweigs
und des Sekundärantriebszweiges des
Hauptgetriebes, die jeweilige Belastung der beiden Abtriebsmittel
der Differentialgetriebebaugruppe und die jeweiligen Drehzahlen
der beiden Abtriebsmittel der Differentialgetriebebaugruppe.It
Control devices are provided which have a device for receiving
a command input and means for determining the with
powertrain operation related performance parameters
exhibit. The performance parameters include the load of the engine,
wherein the pressure of the encapsulated oil columns in the secondary drive branch
the forces
of the external gear
limited,
the speeds of the first primary drive branch
and the secondary drive branch of the
Main gear, the respective load of the two output means
the differential gear assembly and the respective speeds
the two output means of the differential gear assembly.
Die
Steuereinrichtung sorgt für
eine Rückkopplungsschleifensteuerung
für die
kontinuierliche Überwachung,
Analyse und Einstellung der Leistungsparameter in Reaktion auf den
Befehlseingang.The
Control device ensures
a feedback loop control
for the
continuous monitoring,
Analysis and adjustment of performance parameters in response to the
Command input.
Das
Triebwerk kann aus einem beliebigen herkömmlichen Verbrennungsmotor
bestehen – einschließlich des
Ottomotors, des Dieselmotors, eines Drehkolbenmotors einschließlich eines
echten ausgewuchteten Drehkolbenmotors mit Verdichtungs- und Expansionszyklus
oder eines Gasturbinenmotors sowie herkömmlicher Elektromotortypen.
Die Otto- und Dieselverbrennungsmotoren sind bevorzugt, weil sie
etablierte Massenherstellungstechnologien mit relativ geringen Produktionskosten
darstellen.The
Engine can be made from any conventional internal combustion engine
exist - including the
Otto engine, the diesel engine, a rotary engine including one
true balanced rotary piston engine with compression and expansion cycle
or a gas turbine engine as well as conventional types of electric motors.
The Otto and diesel internal combustion engines are preferred because they
established mass production technologies with relatively low production costs
represent.
Vorzugsweise
drehen sich die Rotationsleistungsabtriebsmittel der Primär- und Sekundärantriebszweige
in bezug auf die Lastschaltgetriebeeinheit in derselben Richtung.Preferably
rotate the Rotationsleistungsabtriebsmittel the primary and secondary drive branches
with respect to the power transmission unit in the same direction.
Vorzugsweise
ist wenigstens eines der Rotationsleistungsabtriebsmittel der beiden
Leistungsantriebszweige selektiv über eine Kupplungseinrichtung wirkungsmäßig mit
dem Antriebsmittel des Hauptgetriebes der Lastschaltgetriebeeinheit
verbunden. Alternativ gibt der Mikroprozessor, der im Ruhezustand Eingangssignale
von Null feststellt, Befehle zur Positionierung des Steuerungsmechanismus
für die
eingekapselten Ölsäulen aus,
um die Drehzahl des Sekundärantriebszweigs
auf die Hälfte
derjenigen des Primärantriebseingangs
für das
Getriebe festzulegen, so daß ein
Antriebsverhältnis
von 2 : 1 eine Nullabtriebsdrehung mit dynamischer Verriegelung
in der Nullabtriebsposition erzeugt.Preferably, at least one of the rotational power take-off means is the two power operating branches selectively connected via a coupling means operatively connected to the drive means of the main transmission of the power transmission unit. Alternatively, the microprocessor, which detects zero input signals at idle, issues commands for positioning the encapsulated oil column control mechanism to set the secondary drive branch speed to one-half that of the transmission prime gear input so that a 2: 1 drive ratio is zero output rotation generated with dynamic locking in the zero output position.
Die
wirkungsmäßige Verbindung
kann auch Zahnrad-, Ketten-, Riemen-, elektrische, hydraulische
oder direkte Motorantriebswellenverbindungseinrichtungen umfassen.The
effective connection
can also be gear, chain, belt, electric, hydraulic
or direct motor drive shaft connection devices.
Die
Triebwerke, der Primär-
und der Sekundärantrieb,
das äußere Getriebe
und das innere Differential können
geeigneterweise von einem gemeinsamen Gehäuse umgeben sein oder zweckmäßigerweise
als Baugruppe von dem Triebwerk lösbar sein.The
Engines, the primary
and the secondary drive,
the outer gear
and the inner differential can
suitably surrounded by a common housing or expediently
be detachable as an assembly of the engine.
Der
Antriebsstrang dieser Erfindung ermöglicht die Optimierung der
Triebwerksausgestaltung für
verschiedene Anwendungen. Ein Elektromotor mit konstanter Drehzahl
kann beispielsweise als Generator für regeneratives Bremsen und
Verlangsamen verwendet werden. Ein Triebwerk von beliebigem Typ,
das mit konstanter maximaler Effizienz läuf, und zwar entweder direkt
oder über
ein Hochgeschwindigkeitsschwungrad, das in einem Vakuum eingeschlossen
ist und auf reibungsarmen Lagern oder Magnetlagern läuft, kann
bei stark variablen Leistungsanforderungen und regenerativem Bremsen
verwendet werden, beispielsweise bei Stadtfahrten, so daß sich ein
Hybrid mit extrem geringer Umweltverschmutzung ergibt.Of the
Drive train of this invention allows the optimization of
Engine design for
different applications. An electric motor with constant speed
For example, as a generator for regenerative braking and
Slowing down to be used. An engine of any type,
that is at constant maximum efficiency, either directly
or over
a high speed flywheel enclosed in a vacuum
is and can run on low-friction bearings or magnetic bearings
with highly variable power requirements and regenerative braking
be used, for example, on city trips, so that a
Hybrid with extremely low pollution results.
Das
Hauptgetriebe der Lastschaltgetriebeeinheit weist vorteilhafterweise
einen Getriebezug auf. Vorzugsweise weisen die beiden Antriebsmittel des
Hauptgetriebes ein erstes Kegelrad und eine Umlaufgetriebeanordnung
auf, die um eine erste Achse drehbar koaxial angeordnet sind. Vorteilhafterweise
weist die Umlaufgetriebeanordnung einen ringförmigen Ritzelträger auf,
der die innen angeordneten Umlaufkegelritzel, deren Achsen senkrecht
zur ersten Achse sind, drehbar lagert. Zweckmäßigerweise sind das erste Kegelrad
und der ringförmige Ritzelträger jeweils
einzeln wirkungsmäßig mit
sich drehenden Energiequellen, wie beispielsweise den Primär- und Sekundärantriebszweigen
von einer singulären
Energiequelle oder einer Kombination aus einer Hybridenergiequelle
mit einer singulären
Abtriebswelle, die der Getriebeeinheit sowohl über den Primär- als auch über den
Sekundärantriebszweig Energie
zuführt,
wirkungsmäßig verbindbar.
Vorzugsweise weist das Abtriebsmittel des Hauptgetriebes ein zweites
Kegelrad auf, das koaxial sowohl mit dem ersten Kegelrad als auch
mit der Umlaufgetriebeanordnung zur Drehung um die erste Achse angeordnet ist.
Vorteilhafterweise ist die Umlaufgetriebeanordnung zwischen dem
ersten und dem zweiten Kegelrad angeordnet, wobei die Umlaufkegelritzel
sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Kegelrad kämmen. Wie
beschrieben, weist das Hauptgetriebe ein kontinuierlich variables
Getriebe auf, wobei die Drehzahl des Abtriebsmittels entsprechend
den Drehzahlen der Antriebsmittel gemäß der folgenden Formel variiert: Vout = 2 × Vsecondary – Vprimary,wobei
Vout die Abtriebsdrehzahl, Vsecondary die Drehzahl des Sekundärantriebs
(der Umlaufgetriebeanordnung) und Vprimary die Drehzahl des Primärantriebs
ist.The main transmission of the powershift transmission unit advantageously has a gear train. Preferably, the two drive means of the main gear on a first bevel gear and a planetary gear arrangement, which are arranged rotatably coaxially about a first axis. Advantageously, the epicyclic gear arrangement has an annular pinion carrier which rotatably supports the internally disposed epicyclic pinions whose axes are perpendicular to the first axis. Conveniently, the first bevel gear and the annular pinion carrier are each operatively individually with rotating energy sources, such as the primary and secondary drive branches of a singular energy source or a combination of a hybrid power source with a singular output shaft, the transmission unit both on the primary and on the secondary drive branch supplies energy, operatively connected. Preferably, the output means of the main gear comprises a second bevel gear coaxial with both the first bevel gear and the epicyclic gear assembly for rotation about the first axis. Advantageously, the epicyclic gear arrangement is arranged between the first and the second bevel gear, wherein the epicyclic pinion gears mesh with both the first and the second bevel gear. As described, the main transmission has a continuously variable transmission, wherein the rotational speed of the output means varies according to the rotational speeds of the drive means according to the following formula: Vout = 2 × Vsecondary - Vprimary, where Vout is the output speed, Vsecondary the speed of the secondary drive (the epicyclic gear) and Vprimary the speed of the prime mover.
Vorzugsweise
weist das Antriebsmittel der Differentialgetriebebaugruppe der Lastschaltgetriebeeinheit
Differentialkegelritzel auf, die radial in dem Hauptgetriebe um
sich senkrecht zur ersten Achse erstreckende Achsen drehbar angeordnet
sind. Vorteilhafterweise weist das Abtriebsmittel der Differentialgetriebebaugruppe
zwei Differentialkegelseitenräder
auf, die koaxial mit den Differentialritzeln kämmend um die erste Achse drehbar
angeordnet sind.Preferably
has the drive means of the differential gear assembly of the power transmission unit
Differential pinion on which radially in the main gear to
Arranged to be rotatable perpendicular to the first axis extending axes
are. Advantageously, the output means of the differential gear assembly
two differential cone side wheels
on, coaxially with the differential pinions meshing about the first axis rotatable
are arranged.
Vorzugsweise
weisen das erste und zweite Kegelrad des Hauptgetriebes jeweils
ein mittig ausgebildetes und axial verlaufendes Loch auf. Vorzugsweise
sind die beiden Differentialseitenzahnräder der Differentialgetriebebaugruppe
mittig auf entgegengesetzten Enden zweier koaxial ausgerichteter
Leistungsabtriebsteile, wie beispielsweise Halbachsen, befestigt,
die sich durch die Löcher
in dem ersten und zweiten Kegelrad des Hauptgetriebes axial nach außen erstrecken
und vorteilhafterweise wirkungsmäßig mit
den Antriebsrädern
verbindbar sind.Preferably
have the first and second bevel gear of the main gearbox respectively
a centrally formed and axially extending hole. Preferably
are the two differential side gears of the differential gear assembly
centered on opposite ends of two coaxially aligned ones
Power take-off parts, such as semi-axles, attached,
extending through the holes
extend axially outwardly in the first and second bevel gears of the main transmission
and advantageously with effect
the drive wheels
are connectable.
Vorteilhafterweise
ist das Hauptgetriebe wirkungsmäßig mit
der Differentialgetriebebaugruppe mittels eines Differentialrahmens
verbunden, der mit dem zweiten Kegelrad des Hauptgetriebes verbunden
ist und die Differentialritzel der Differentialgetriebebaugruppe
trägt.
Wie beschrieben, fungiert die Differentialgetriebebaugruppe als
herkömmliches
Kraftfahrzeugdifferentialgetriebe. Diese Ausgestaltung ist insbesondere
für die
Verwendung mit einem Primär- und
Sekundärtriebwerk
und/oder Antriebszweigen wie den echten Hohlwellendrehmotoren oder
-turbinen in Flachbauweise oder Hohlwellenprimär- und -sekundärantriebszweigen
vorteilhaft, die aus Zahnrädern,
Kettenrädern
oder axialen und radialen Kolben, Hydraulikrückhalte- und -energieversorgungseinrichtungen
zur Steuerung der Reaktionsenergie zwischen dem gemeinsamen Triebwerk
und dem Primär-
und Sekundärantriebszweig
von der singulären oder
hybriden Energieversorgungsquelle bestehen.Advantageously, the main transmission is operatively connected to the differential gear assembly by means of a differential frame which is connected to the second bevel gear of the main gear and carries the differential pinion of the differential gear assembly. As described, the differential gear assembly functions as a conventional automotive differential transmission. This embodiment is particularly advantageous for use with a primary and secondary engine and / or drive branches such as the real hollow shaft rotors or turbines in flat design or Hohlwellenprimär- and -sekundärantriebszweigen consisting of gears, sprockets or axial and radial pistons, Hydraulikrückhalte- and -energieversorgungseinrichtungen for controlling the reaction energy between the common engine and the primary and secondary drive branch of the singular or hybrid power source.
Die
Antriebszweige können
zweckmäßigerweise
zu jeder Seite des Getriebes angeordnet sein, wobei die Abtriebe
durch die jeweiligen Primär-
und Sekundärantriebszweige
austreten, um einen extrem einfachen, kompakten und leichtgewichtigen
Antriebsstrang zu schaffen.The
Drive branches can
expediently
be arranged on each side of the transmission, the outputs
through the respective primary
and secondary drive branches
Escape to an extremely simple, compact and lightweight
To create a powertrain.
Wenn
das Triebwerk Otto- oder Dieselmotoren aufweist, befindet sich die
Lastschaltgetriebeeinheit zweckmäßigerweise
mittig in, unterhalb oder auf derselben Seite wie das Triebwerk
und der Primär- und
Sekundärantriebszweig,
die über
Hohlzahnräder,
-kettenräder
oder Radial- oder Axialhydraulik mit hohlen Mittelpunkten, wie beschrieben,
antreiben.If
the engine has petrol or diesel engines, is the
Power shift transmission unit expediently
centered in, below or on the same side as the engine
and the primary and
Secondary drive line,
the above
Hollow gears,
sprockets
or radial or axial hydraulics with hollow centers, as described,
drive.
Im
Falle eines Frontantriebs befindet die Lastschaltgetriebeeinheit
sich zweckmäßigerweise
in bezug auf das Triebwerk und die Antriebszweige zwischen den Vorderradanordnungen,
so daß es
in bezug auf die Positions- und
Raumerfordernisse mit den gegenwärtigen
Fahrzeugen aus Massenproduktion im Einklang ist.in the
Case of a front-wheel drive is the power shift transmission unit
expediently
with respect to the engine and the drive branches between the front wheel assemblies,
so that it
with respect to the position and
Room requirements with the present
Vehicles from mass production is in line.
Bei
einem Fahrzeug, einem Traktor oder einem Lastkraftwagen mit Vierradantrieb
ist die Lastschaltgetriebeeinheit zweckmäßigerweise in bezug auf das
Reihentriebwerk und die Antriebszweige so angeordnet, daß die Abtriebe
des Lastschaltgetriebes sich durch die jeweiligen Primär- und Sekundärantriebszweige
und durch das sich axial erstreckende Loch des ersten und zweiten
Kegelrads des Hauptgetriebes erstrecken, so daß sich miteinander fluchtende
Leistungsabtriebsteile wie Halbachsen vor und hinter der Differentialgetriebebaugruppe
erstrecken, die wiederum mittels Universaleinrichtungen und Drehmomentsrohren
nach vorne und hinten die vorderen und hinteren Differentiale und
Achsen für
alle vier Räder
mit Rotationsenergie versorgt.at
a vehicle, a tractor or a lorry with four-wheel drive
is the power transmission unit expediently with respect to the
Row engine and the drive branches arranged so that the outputs
of the powershift transmission through the respective primary and secondary drive branches
and through the axially extending hole of the first and second
Bevel gear of the main gear extend so that aligned with each other
Power take-off parts such as half-axles in front of and behind the differential gear assembly
extend, in turn, by means of universal devices and torque tubes
forward and backward the front and rear differentials and
Axes for
all four wheels
supplied with rotational energy.
Bei
einem Zweiradantriebstraktor oder einem Lastkraftwagen mit Hinterradantrieb
kann das Triebwerk auf die normale herkömmliche Weise in Längsrichtung
angeordnet bleiben, und die Primär- und
Sekundärantriebszweige
versorgen das sich in der Normalposition des Standarddifferentials
befindende Lastschaltgetriebe direkt mit Energie. Somit kann bei
Hochleistungshochmomentlastkraftwagen und -traktoren, die zur Optimierung
der Drehzahl und des Drehmoments des Motors unter schweren Last- und
Drehmomentsanforderungen über
ein breites Spektrum an Betriebsbedingungen üblicherweise 10- und 12-Gangschaltgetriebe
erfordern, das Schaltgetriebe weggelassen werden, indem dem Standardantriebskegelrad
und -ritzel einfach ein zusätzliches
Antriebskegelrad und -ritzel hinzugefügt wird, wobei die Ritzel sich
innerhalb einer ringförmigen
Auflage der äußeren Getriebeteile
frei drehen können.
Dies ermöglicht
einen stufenlosen Drehzahlbereich von Rückwärtsgang bis Overdrive, indem
einfach das Verhältnis
zwischen dem Primär-
und dem Sekundärantriebszweigs
verändert
wird.at
a two-wheel drive tractor or a truck with rear-wheel drive
The engine can be moved in the normal, conventional way in the longitudinal direction
stay organized, and the primary and
Secondary drive lines
supply this in the normal position of the standard differential
located power shift directly with energy. Thus, at
Heavy-duty high-torque trucks and tractors leading to optimization
the speed and torque of the engine under heavy load and
Torque requirements over
a wide range of operating conditions usually 10- and 12-speed manual
require that the manual transmission be omitted by the standard pinion
and pinion just an extra
Drive bevel gear and pinion is added, with the pinion itself
within an annular
Support of the outer gear parts
can rotate freely.
this makes possible
a stepless speed range from reverse to overdrive by
just the relationship
between the primary
and the secondary drive branch
changed
becomes.
Wenn
das Triebwerk einen Drehmotor, einen echten Drehmotor, einen Gasturbinenmotor
oder einen Elektromotor aufweist, kann die Lastschaltgetriebeeinheit
zweckmäßigerweise
mittig zwischen dem Triebwerk auf einer Seite als Primärantriebszweigsantrieb
und des Sekundärantriebszweigs,
wie beschrieben, auf der gegenüberliegenden
Seite, angebracht sein, wobei die Leistungsabtriebsteile sich durch
den Mittelpunkt der hohlen Rotor- oder Turbinenwellen und durch
das hohle Sekundärantriebssystem
auf der gegenüberliegenden
Seite der Getriebeeinheit erstrecken. Ferner kann das Gehäuse der Lastschaltgetriebeeinheit
einstückig
mit dem gemeinsamen Gehäuse
der Triebwerke und des Sekundärantriebszweigs
ausgebildet sein.If
the engine a rotary engine, a real rotary engine, a gas turbine engine
or having an electric motor, the power transmission unit
expediently
centrally between the engine on one side as primary drive branch drive
and the secondary drive branch,
as described, on the opposite
Side, be attached, with the power take-off parts through
the center of the hollow rotor or turbine shafts and through
the hollow secondary drive system
on the opposite side
Extend side of the transmission unit. Furthermore, the housing of the power transmission unit
one piece
with the common housing
the engines and the secondary drive branch
be educated.
Vorteilhafterweise
kann ein Verbrennungsmotor einen direkten Primärantriebszweig und einen sekundären Antriebszweig
mit variabler Drehzahl von einer gemeinsamen Welle aus liefern,
die zwei Antriebszweige mit variabler Drehzahl bildet.advantageously,
For example, an internal combustion engine may have a direct primary drive branch and a secondary drive branch
provide variable speed from a common shaft,
forms the two drive branches with variable speed.
Der
Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß ein hochvolumiger Standardmotor
aus Massenproduktion als einzige Energiequelle oder in manchen Anwendungsfällen eine
Schwungradanordnung als Einrichtung zur Speicherung kinetischer
Energie verwendet werden kann. Das Schwungrad kann zum Triebwerk
gehören
oder nicht. Die Schwungradanordnung kann zu Zeiten maximaler Nachfrage
zum Ergänzen
des Leistungseintrags verwendet werden und/oder für regeneratives
Bremsen sorgen. Das Schwungrad kann direkt von der einzigen Energiequelle
angetrieben oder durch regeneratives Bremsen mittels eines feststehenden
Zahnradantriebs und einer Freilaufkupplung zwischen dem Motor und
dem Schwungrad verwendet werden, wobei das Schwungrad dann über eine
gemeinsame Abtriebswelle dem Primär- und dem Sekundärantriebszweig Energie
zuführt.
Alternativ kann das Schwungrad in einer hochtourigen Position in
dem Primär-
oder Sekundärantriebszweig
mit einer geeigneten Übersetzung
ins Langsame zu dem Primär-
oder Sekundärantriebseingang
des Getriebes positioniert sein.Of the
Advantage of this arrangement is that a high-volume standard engine
from mass production as the only source of energy or in some applications one
Flywheel assembly as a means for storing kinetic
Energy can be used. The flywheel can go to the engine
belong
or not. The flywheel assembly may be at times of maximum demand
to complete
of the power entry and / or for regenerative purposes
Provide brakes. The flywheel can be directly from the single energy source
powered or regenerative braking by means of a fixed
Gear drive and a one-way clutch between the engine and
the flywheel be used, the flywheel then over a
common output shaft of the primary and the secondary drive branch energy
supplies.
Alternatively, the flywheel may be in a high speed position in FIG
the primary
or secondary drive branch
with a suitable translation
slow to the primary
or secondary drive input
be positioned of the transmission.
Die
oben beschriebene Lastschaltgetriebeeinheit kombiniert zweckmäßigerweise
die Funktionalität
des Hauptgetriebes und der Differentialgetriebebaugruppe integriert
derart, daß die
Antriebsdrehenergie differentiell mit kontinuierlich variablen Abtriebsdrehzahlen
an zwei Drehenergieabtriebe übertragen
wird, während
die einzelne Energiequelle mit einer Drehzahl und einem Drehmoment
so betrieben wird, daß sich
eine maximale Kraftstoffeffizienz, minimale Verschmutzung und eine
gleichmäßige Leistung
des Fahrzeugs ergibt.The
The powershift transmission unit described above advantageously combines
the functionality
integrated with the main gearbox and the differential gear assembly
such that the
Drive rotation energy differential with continuously variable output speeds
transmitted to two rotary power outputs
will, while
the single energy source with one speed and one torque
is operated so that
a maximum fuel efficiency, minimal pollution and a
even performance
of the vehicle results.
Die
Steuereinrichtung weist vorteilhafterweise eine Mikroprozessorsteuereinheit
mit einer Eingabevorrichtung zum Empfangen von Eingangsbefehlen,
z.B. von dem Fahrer des Fahrzeugs, und mehrere Eingangs/Ausgangs-Interface-Vorrichtungen
für eine
geschlossene Rückführungsregelung
der Leistungsparameter des Fahrzeugsantriebsstrangs auf. Die mehreren
Eingangs/Ausgangs-Interface-Vorrichtungen weisen vorteilhafterweise
mehrere Hochleistungssensoren zum Überwachen, Analysieren und Senden
von Daten bezüglich
der Leistungsparameter des Antriebsstrangs auf. Vorzugsweise umfassen die
von der Mikroprozessorsteuereinheit kontinuierlich gesteuerten Leistungsparameter
ferner Leistungsparameter, die spezifisch für den Triebwerkstyp sind, einschließlich der Öldrücke des
variablen sekundären
Antriebszweigs und der interaktiven Kräfte und Steuerungen, die den
Antriebsstrang umfassen. Besteht das Triebwerk beispielsweise aus
einem Verbrennungskolbenmotor, können
die kontinuierlich von der Mikroprozessorsteuereinheit gesteuerten Leistungsparameter
ferner solche Leistungsparameterumfassen, die spezifisch für die effizienteste
Kraftstoffverbrennung und die geringste Verschmutzung sind, wie
beispielsweise den Druck im Ansaugstutzen und/oder den Ladedruck,
das Motordrehmoment, die Drehzahl des Motors, das Kraftstoff-Luft-Gemisch,
den Kraftstofffluß,
die Kettenradzeitsteuerung, die Ventileinstellung, die variable
Geometrie des Ansaugstutzens, die variable Verdichtung, die variable
Vorverbrennungskammerverdichtung im Falle eines indirekt zündenden
Dieselmotors, die Verbrennungskammerbedingungen, das Verdichtungsverhältnis und
die Abgaschemie und -temperatur.The
Control device advantageously has a microprocessor control unit
with an input device for receiving input commands,
e.g. from the driver of the vehicle, and multiple input / output interface devices
for one
closed return scheme
the performance parameter of the vehicle powertrain. The several
Input / output interface devices advantageously have
several high performance sensors for monitoring, analyzing and sending
of data regarding
the power parameter of the powertrain. Preferably, the
from the microprocessor control unit continuously controlled performance parameters
and performance parameters specific to the type of engine, including the oil pressures of the engine
variable secondary
Drive branch and the interactive forces and controls that the
Drive train include. For example, if the engine is off
a combustion piston engine, can
the performance parameters continuously controlled by the microprocessor control unit
Further, such performance parameters are specific to the most efficient one
Fuel combustion and the least pollution are how
For example, the pressure in the intake manifold and / or the boost pressure,
the engine torque, the engine speed, the fuel-air mixture,
the fuel flow,
the sprocket timing, the valve setting, the variable
Intake manifold geometry, variable compression, variable
Pre-combustion chamber compression in case of indirect ignition
Diesel engine, the combustion chamber conditions, the compression ratio and
the exhaust gas chemistry and temperature.
Im
Gebrauch sorgt die Mikroprozessorsteuereinheit vorteilhafterweise
für eine
geschossene Eigendiagnosenrückkopplungsschleifensteuerung
zur kontinuierlichen Überwachung,
Analyse und synergistischen Einstellung der Leistungsparameter in
Reaktion auf Eingangsbefehle des Fahrers. Insbesondere reagiert
die Mikroprozessorsteuereinheit vorteilhafterweise anpassend auf
Eingangsbefehle und/oder Analyse der Daten bezüglich der Leistungsparameter
und steuert kontinuierlich die Drehzahl und das Drehmoment der Triebwerke
und die anderen Triebwerksvariablen, um die Kraftstoffverbrennungseffizienz
beizubehalten und die Verschmutzung auf einem Minimum zu halten,
wobei die endgültige
Abtriebsdrehzahl und die Leistung des Antriebsstrangs kontinuierlich
gesteuert werden, um die Betriebsanforderungen durch synergistische
Einstellung der Leistungsparameter einschließlich der relativen Drehzahlen
der Leistungsantriebsmittel und des Primärantriebszweigs und der Hydraulikdrücke und Drehzahl
des variablen sekundären
Antriebszweiges und die Aufteilung der reaktiven Last zwischen dem Getriebe
und den beiden Antriebszweigen und dem Triebwerk zu erfüllen.in the
The microprocessor control unit advantageously provides use
for one
shot self-diagnosis feedback loop control
for continuous monitoring,
Analysis and synergistic adjustment of performance parameters in
Reaction to input commands of the driver. In particular, reacts
the microprocessor control unit advantageously adapting to
Input commands and / or analysis of the data regarding the performance parameters
and continuously controls the speed and torque of the engines
and the other engine variables to the fuel combustion efficiency
maintain and keep pollution to a minimum,
being the final one
Output speed and the power of the drive train continuously
be controlled to meet the operating requirements by synergistic
Adjustment of performance parameters including relative speeds
the power input means and the primary drive branch and the hydraulic pressures and speed
of the variable secondary
Drive branch and the division of the reactive load between the transmission
and the two drive branches and the engine to meet.
Vorteilhafterweise
ist die Mikroprozessorsteuereinheit mit einem Leistungsalgorithmus
programmierbar, so daß sie
die gesteuerten Leistungsparameter kontinuierlich gemäß dem Algorithmus
zur Optimierung der Antriebsstrangleistung anpaßt. Die Mikroprozessorsteuereinheit
kann beispielsweise so programmiert sein, daß die Antriebsstrangeffizienz optimiert
wird, wobei die Mikroprozessorsteuereinheit in diesem Falle in Reaktion
auf einen Befehlseingang des Fahrers des Fahrzeugs eine kontinuierliche Überwachung
und Analyse sowie eine synergistische Einstellung der Leistungsparameter
jeder der beiden Antriebszweige von einem einzigen Triebwerk durchführen würde, um
die Effizienz des Triebwerks innerhalb von Spitzenbereichen beizubehalten,
wobei gleichzeitig die Lastverteilung zwischen dem Triebwerk und
dem primären
Antriebszweig und dem Hydraulikdruck kontinuierlich überwacht
und eingestellt wird und eine Verringerung der Antriebsdrehzahl
des Sekundärantriebszweigs
ermöglicht
wird, um entsprechend der von dem Getriebe übertragenen reaktiven Last
durch Veränderung
der Länge
der eingeschlossenen Ölsäulen eine
Reduzierung durchzuführen,
um die endgültige
Abtriebsgeschwindigkeit und Leistung des Getriebes synergistisch
so zu steuern, daß sie
die betrieblichen Anforderungen erfüllen. An sich werden die Gesamtnutzeffekte
des Triebwerks über
eine breite Spanne unterschiedlicher Betriebsbedingungen erreicht.advantageously,
is the microprocessor control unit with a performance algorithm
programmable, so that they
the controlled performance parameters continuously according to the algorithm
adapts to optimize powertrain performance. The microprocessor control unit
For example, it may be programmed to optimize driveline efficiency
in which case the microprocessor control unit is in response
to a command input of the driver of the vehicle continuous monitoring
and analysis as well as a synergistic adjustment of the performance parameters
each of the two drive branches would perform from a single engine to
maintain the efficiency of the engine within peak ranges,
at the same time the load distribution between the engine and
the primary
Drive branch and the hydraulic pressure continuously monitored
and is set and a reduction in the input speed
of the secondary drive branch
allows
is in accordance with the transmitted from the transmission reactive load
through change
the length
the trapped oil columns one
Perform reduction,
for the final
Output speed and power of the transmission are synergistic
to control them
meet the operational requirements. In itself, the total benefits become
of the engine over
reached a wide range of different operating conditions.
Es
sei darauf hingewiesen, daß bedeutende Verbesserungen
bei der Kraftstoffökonomie
und entsprechend bedeutende Verringerungen bei den Abgasemissionen
erzielt werden, wenn das Triebwerk vom Verbrennungsmotortyp ist.
Ferner sei darauf hingewiesen, daß das Triebwerk zur Optimierung
der Gesamtnutzeffekte des Triebwerks einen Drehmotor, einen ausgewuchteten
Drehkolbenmotor mit Verdichtungs- und Expansionszyklus, einen Gasturbinenmotor,
einen Dieselmotor, einen Ottomotor, einen Elektromotor oder eine
hybride Kombination aus Triebwerk und Energiespeicher- und regenerativem Bremssystem
umfassen kann. Dies könnte
beispielsweise in Form eines Verbrennungsmotors und elektrischen
Generators mit einem leichten hochenergetischen effizienten Batteriespeicher
und Elektromotortriebwerk oder einem Verbrennungsmotor mit kombinierter
Bremsenergierückgewinnung
durch ein Schwungrad mit einem Generator und einem kombinierten
Elektromotor/Generatorschwungrad für die Energiespeicherung und
das regenerative Bremsen als Triebwerk geschehen. Als weiteres Beispiel
läßt sich
die Erfindung mit einer Kombination hybrider Triebwerkstechnologien
verwenden, wie beispielsweise bei einer Brennstoffzelle, die Methanol
in Wasserstoff umwandelt, wobei der Wasserstoff durch eine Protonenaustauschmembranbrennstoffzelle
gespeist werden kann, in der er mit Luftsauerstoff kombiniert werden
kann, um Energie für
einen Elektromotor zu liefern, der seinerseits ein Elektromotor/Generatorschwungrad
zur Energiespeicherung und für
regeneratives Bremsen antreibt. Dieses Triebwerk kann dem verbesserten
Getriebe in der beschriebenen Form Energie zuführen, wobei die Mittel für eine interaktive
präzise
Echtzeitsteuerung des Energieverbrauchs und der Regeneration für einen
optimalen Nutzeffekt bereitgestellt werden, wobei eine Verschmutzung
entfiele und nur Wasserdampf ausgestoßen würde. Alternativ könnten eine
Brennstoffzelle und regeneratives Bremsen effiziente Energiespeicherbatterien
mit Energie versorgen, wobei einem Elektromotor elektrische Energie
zugeführt
würde,
der entweder unmittelbar oder über
ein Energiespeicherschwungrad mit dem verbesserten Getriebe in der
beschriebenen Form verbunden ist. Die Getriebemikroprozessorsteuerung
würde die äußeren, stark
variierenden Lastanforderungen sofort an eine optimale Antriebsleistungsaufnahme
passend zum Triebwerk anzupassen, um eine Überlastung des Systems zu verhindern,
aber eine optimale Energieausgangsleistung zu abzugeben.It should be noted that significant improvements in fuel economy and correspondingly significant reductions in exhaust emissions are achieved when the engine is of the internal combustion engine type. It will also be appreciated that to maximize the engine's overall efficiency, the engine includes a rotary engine, a balanced and expansion cycle balanced rotary engine, a gas turbine engine, a diesel engine, a gasoline engine, an electric motor, or a hybrid engine and energy storage and regenerative braking system combination can. This could be done, for example, in the form of an internal combustion engine and electric generator with a lightweight high energy efficient battery storage and electric motor or internal combustion engine with combined brake energy recovery by a flywheel with a generator and a combined electric motor / generator flywheel for energy storage and regenerative braking as an engine. As another example, the invention may be used with a combination of hybrid engine technologies, such as in a fuel cell that converts methanol to hydrogen, where the hydrogen may be fed through a proton exchange membrane fuel cell in which it can be combined with atmospheric oxygen to produce energy for an electric motor to deliver, in turn, an electric motor / genes ratorschwungrad for energy storage and regenerative braking drives. This engine can provide power to the improved transmission as described, providing the means for interactive, real-time, accurate control of energy consumption and regeneration for optimum performance, eliminating fouling and expelling only water vapor. Alternatively, a fuel cell and regenerative braking could power efficient energy storage batteries to provide electrical power to an electric motor that is connected to the improved transmission in the described form either directly or through an energy storage flywheel. The transmission microprocessor control would immediately adapt the external, widely varying load requirements to an optimal drive power consumption matching the engine to prevent overloading the system but deliver optimal energy output.
Bei
einer weiteren vorteilhaften Verwendung des aufgrund der reaktiven
Kraft des Getriebes in dem sekundären Antriebszweig druckbeaufschlagten eingeschlossenen Öls kann
die Energiespeicherung erfolgen und die regenerative Bremsenergie
gespeichert werden, indem das Öl
Stickstoff in einem stickstoffbefüllten Akkumulator verdichtet,
der in Fällen kurzfristigen
Höchstbedarfs,
wie bei Stop/Start-Situationen im Stadtverkehr, Energie liefert.at
a further advantageous use of due to the reactive
Power of the transmission in the secondary drive branch pressurized trapped oil can
the energy storage takes place and the regenerative braking energy
be stored by the oil
Compressed nitrogen in a nitrogen-filled accumulator,
the in short-term cases
Maximum needs,
as in stop / start situations in city traffic, energy supplies.
In
einem Verbrennungsmotor brennt das entzündete Kraftstoff-Luft-Gemisch
in einer Flammenfront, die sich bis zum Umfang der Grenzen des Zylinders
ausdehnt. Die entstehenden expandierenden Gase drücken den
Kolben vom Zylinderkopf weg, wodurch die Kurbelwelle gedreht und
ein Arbeitshub erzeugt wird. Wenn der Kolben sich von den expandierenden
Gasen wegbewegt, erhöht
er das Zylindervolumen. Je höher
das anfängliche
Zylinderverdichtungsverhältnis
ist, umso schneller ist die Verbrennungsrate und die entsprechende
Expansionsrate und desto stärker
ist die Notwendigkeit einer höheren Kolbengeschwindigkeit,
die der höheren
Drehzahl des Motors gleichkommt. Bei einem Motor mit fester Verdichtung
ist es im Hinblick auf einen optimalen Zylinderdruck wünschenswert,
daß die
Kolbengeschwindigkeit auf die Rate, mit der die Gase expandieren,
abgestimmt ist, so daß sich
der beste Kraftstoffwirkungsgrad und die geringsten Verschmutzungslevel
ergeben. Die Absicht der bevorzugten Ausführungsbeispiele dieser Erfindung
besteht darin, die Steuerung der variablen Ölsäulen zu nutzen, um eine Veränderung
des Verhältnisses
der Getriebereaktionskräfte
zu ermöglichen,
um das Verhältnis
zwischen dem Primärantriebszweig
und dem sekundären
Antriebszweig von einer gemeinsamen Energiequelle aus zu variieren.
Dadurch werden die Reaktionskräfte
durch den Anfangsantrieb, der von einer gemeinsamen Antriebswelle
aus erfolgt, aufgehoben und die Primär- und Sekundärantriebszweigdrehzahlveränderung,
die an das äußere Getriebe
angelegt wird, kontinuierlich eingestellt, um es der Antriebsenergiequelle
zu ermöglichen,
für maximalen
Nutzeffekt das optimale Gleichgewicht zwischen Drehzahl und Drehmoment
zu halten, um den variablen Lastanforderungen zu entsprechen und
mit den zur Beibehaltung der gewünschten
Fahrzeuggeschwindigkeit erforderlichen Energiepegeln im Einklang
zu sein. Dadurch, daß es,
wie beschrieben, die Funktion eines stufenlosen Getriebes hat, wobei
sich genau die erforderliche Fahrzeuggeschwindigkeit ergibt, während die
optimale Kraftstoff-Luft-Verbrennungsrate beibehalten wird, daß die Motordrehzahl
variiert wird und die Verdichtungsverhältnisse und Kraftstoff-Luft-Verhältnisse
variiert werden, können über das
gesamte Spektrum der Fahrzeuggeschwindigkeits- und Energieanforderungen
optimale Betriebsbedingungen in Echtzeit beibehalten werden, woraus sich
eine minimale Verschmutzung und ein maximaler Kraftstoffnutzeffekt
ergibt. Eine weitere Steuerung der Geschwindigkeit der Flammenfront,
insbesondere in bezug auf einen Dieselmotor, läßt sich durch eine verstellbare
Vorverbrennungskammer und/oder die Hauptverbrennungskammer erreichen.
Das Zusammenwirken der Eingänge
und Ausgänge
von der Mikroprozessoreinheit ermöglicht optimale Einstellungen
der Motordrehzahl, des Verbrennungskammerverdichtungsverhältnisses
und/oder des Vorverbrennungskammerhubraums, so daß sich eine
ruhige gleichmäßige Kraftstoff-Luft-Verbrennungsgeschwindigkeit
(Flammenfront) ergibt, die der mechanischen Bewegung und Geschwindigkeit
der Rückhalteteile
in einem Kolben- oder Umlaufmotor entspricht.In
an internal combustion engine burns the ignited fuel-air mixture
in a flame front, extending to the extent of the limits of the cylinder
expands. The resulting expanding gases press the
Pistons away from the cylinder head, causing the crankshaft to rotate and
a working stroke is generated. When the piston is expanding from the
Gases moved away, increased
he the cylinder volume. The higher
the initial one
Cylinder compression ratio
is, the faster the burn rate and the corresponding
Expansion rate and the stronger
is the need for a higher piston speed,
those of the higher ones
Speed of the engine equals. For a motor with a fixed compression
is it desirable in view of optimum cylinder pressure
that the
Piston speed to the rate at which the gases expand,
is tuned, so that
the best fuel efficiency and lowest pollution levels
result. The intent of the preferred embodiments of this invention
is to use the control of variable oil columns to change
of the relationship
the gear reaction forces
to enable
about the relationship
between the prime mover branch
and the secondary
To vary drive branch of a common energy source.
This will increase the reaction forces
by the initial drive, by a common drive shaft
is canceled, and the primary and secondary drive branch speed change,
the to the outer gear
is applied, continuously adjusted to the driving power source
to enable
for maximum
Benefits the optimal balance between speed and torque
to meet the variable load requirements and
with the to maintain the desired
Vehicle speed required energy levels in line
to be. Because it,
as described, has the function of a continuously variable transmission, wherein
exactly the required vehicle speed results while the
optimum fuel-air combustion rate is maintained, that the engine speed
is varied and the compression ratios and air-fuel ratios
can be varied over the
full range of vehicle speed and energy requirements
optimal operating conditions are maintained in real time, resulting in
Minimal pollution and maximum fuel efficiency
results. Another control of the speed of the flame front,
especially with respect to a diesel engine, can be adjusted by an adjustable
Pre-combustion chamber and / or reach the main combustion chamber.
The interaction of the inputs
and outputs
from the microprocessor unit allows optimal settings
the engine speed, the combustion chamber compression ratio
and / or Vorverbrennungskammerhubraums, so that a
quiet steady fuel-air combustion speed
(Flame front) gives the mechanical movement and speed
the retaining parts
in a piston or rotary engine corresponds.
Im
folgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele
der Erfindung, lediglich als Beispiel, unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben.in the
The following will now be embodiments
of the invention, by way of example only, with reference to FIGS
attached
Drawings described.
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGENSUMMARY
THE DRAWINGS
1 ist
eine graphische Darstellung der Effizienz eines Verbrennungsmotors
relativ zu der Schwankung des Drehmoments und der Motorumdrehungen
pro Minute. 1 FIG. 12 is a graph of the efficiency of an internal combustion engine relative to the variation in torque and engine revolutions per minute. FIG.
2 ist
ein Gangschaltungsplan, der das Leistungsmuster eines Automatikfahrzeuggetriebes zeigt,
wobei Abstufungen beim Leistungseintrag und der Fahrzeuggeschwindigkeit
gezeigt sind. 2 FIG. 12 is a gear shift diagram showing the performance pattern of an automatic transmission showing gradations in power input and vehicle speed. FIG.
3 ist
eine graphische Darstellung des Vergleichs zwischen einem mehrstufigen
herkömmlichen
mechanischen Zahnradgetriebe und dem Antriebsstranggetriebe dieser
Erfindung, wobei die von dem eingeschlossenen Öl gesteuerte Reaktionskraft in
Form eines Umkehrhydrogetriebes an dem sekundären Antriebszweig verwendet
wird. 3 Fig. 4 is a graphical representation of the comparison between a multi-stage conventional mechanical gear transmission and the powertrain transmission of this invention, wherein the reaction force controlled by the trapped oil in the form of a reverse hydro-transmission on the second the drive branch is used.
4, 5 und 6 sind
Diagramme der mit den Primär-
und Sekundärantriebsleistungszweigen
und der Leistungsabgabe des äußeren Getriebes
zusammenhängenden
Verhältnisse
und Reaktionskräfte. 4 . 5 and 6 FIG. 12 is a graph of the relationships and reaction forces associated with the primary and secondary power output branches and the output of the external gearbox. FIG.
7 ist
ein Diagramm und eine teilweise geschnittene schematische Ansicht
der dargestellten Verhältnisse
und Reaktionskräfte
in linearer Form, die in dem äußeren Getriebe
in eine umlaufende Form umgewandelt sind. 7 is a diagram and a partially sectioned schematic view of the illustrated ratios and reaction forces in linear form, which are converted in the outer gear in a circumferential shape.
8 ist
eine teilweise geschnittene schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
einer Lastschaltgetriebeeinheit nach dem ersten Aspekt der Erfindung,
die das äußere und
innere Getriebe und das Verhältnis
und die Wirkung der Primär-
und Sekundärleistungsantriebszweige
abdeckt. 8th Fig. 3 is a partially sectioned schematic view of one embodiment of a power transmission unit according to the first aspect of the invention covering the outer and inner gears and the ratio and effect of the primary and secondary power drive branches.
9 ist
eine Schnittansicht eines praktischen Ausführungsbeispiels der in 8 dargestellten
Lastschaltgetriebeeinheit im Verhältnis zu dem Primärleistungsantriebszweig
und dem variablen Sekundärleistungsantriebszweig
von einem einzelnen Triebwerk. 9 is a sectional view of a practical embodiment of the in 8th illustrated power transmission unit in relation to the primary power drive branch and the variable secondary power drive branch of a single engine.
10 ist
eine teilweise geschnittene schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
des hydraulisch/mechanischen variablen sekundären Leistungsantriebszweigs
mit differentieller Verdrängung, der
reaktiv mit dem in einer Maximalverdrängungsposition gezeigten äußeren Leistungsgetriebe
verbunden ist und dieses steuert. 10 FIG. 12 is a partially cut-away schematic view of one embodiment of the differential hydraulic / mechanical variable secondary power drive branch reactively connected to and controlling the outer power transmission shown in a maximum displacement position. FIG.
11 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht des in 10 dargestellten
sekundären
Leistungsantriebszweigs in Nullverdrängungsposition. 11 is a partially sectioned view of the in 10 shown secondary power drive branch in zero displacement position.
12 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht des in den 10 und 11 dargestellten
Sekundärleistungsantriebszweigs,
bei der der volle Verdrängungsbereich
und die sich ergebende Steuerung der Verhältnisse und Reaktionskräfte gezeigt
ist, die unmittelbar mit den Primär- und Sekundärleistungsantriebszweige
zu dem äußeren Lastschaltgetriebe verbunden
sind, sowie die sich ergebenden Ausgänge. 12 is a partially sectional view of the in the 10 and 11 shown secondary power drive branch, in which the full displacement range and the resulting control of the ratios and reaction forces is shown, which are directly connected to the primary and secondary power drive branches to the external powershift transmission, and the resulting outputs.
13 ist
eine Schnittansicht eines praktischen Ausführungsbeispiels der in 12 teilweise dargestellten
Lastschaltgetriebeeinheit und der Wechselbeziehung eines in den 10, 11 und 12 gezeigten
Ausführungsbeispiels
des dynamischen hydraulisch/mechanischen variablen Sekundärleistungsantriebs zweigs
mit differentieller Verdrängung
und des Primärleistungsantriebszweigs, das
für universelle
Positionierung und Verwendung in Fahrzeugen, Traktoren und Lastkraftwagen
mit Vorderradantrieb, Hinterradantrieb und Vierradantrieb einschließlich direkten
Austausches von Differential und Gangschaltung geeignet ist, sofern
es sich bei Autos, Lastkraftwagen und Traktoren mit Vorder- und Hinterachsantrieb
in der herkömmlichen
Position des Differentials befindet. 13 is a sectional view of a practical embodiment of the in 12 partially illustrated power shift transmission unit and the correlation of one in the 10 . 11 and 12 3, the differential output hydraulic / mechanical variable power secondary drive train and the primary power drive branch suitable for universal positioning and use in front wheel drive, rear wheel drive, and four wheel drive vehicles, tractors, and trucks, including direct differential and gearshift replacement, as far as cars are concerned , Trucks and tractors with front and rear axle drive is located in the conventional position of the differential.
14 ist
eine teilweise geschnittene schematische Ansicht der Otto- und Dieselmotorausführungsform
des Antriebsstrangs gemäß dem zweiten Aspekt
der Erfindung, wobei die Wechselbeziehung des Otto- oder Dieselmotors,
des in 12 dargestellten Primär- und Sekundärleistungsantriebszweigs
und des in 13 dargestellten Lastschaltgetriebes
in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit
Leistungsabtrieben, die sich in bezug auf den Motor an einer Position
befinden, die bei Fahrzeugen mit Vorderradantrieb und quer montiertem
Motor am besten geeignet ist, dargestellt ist. 14 is a partially sectioned schematic view of the Otto and diesel engine embodiment of the drive train according to the second aspect of the invention, wherein the correlation of the gasoline or diesel engine, the in 12 illustrated primary and secondary power drive branch and the in 13 illustrated power shift transmission in a preferred embodiment with power take-offs, which are located with respect to the engine at a position that is best suited for vehicles with front-wheel drive and cross-mounted engine, is shown.
15 ist
eine teilweise geschnittene schematische Ansicht eines vereinfachten
Ausführungsbeispiels
des in 14 dargestellten Antriebsstrangs,
der für
den hinteren Leistungsabtrieb für
herkömmliche
Reihenmotorpositionen in Fahrzeugen, Lastkraftwagen und Traktoren
geeignet ist. 15 is a partially sectioned schematic view of a simplified embodiment of the in 14 shown powertrain, which is suitable for the rear power take-off for conventional in-line engine positions in vehicles, trucks and tractors.
16 ist
eine Schnittansicht eines praktischen Ausführungsbeispiels der in 13 dargestellten
Lastschaltgetriebeeinheit, die eine Ausführungsform der differentiellen
Verdrängung
des dynamischen hydraulisch/mechanischen variablen Sekundärleistungsantriebszweigs
und des Primärantriebszweigs
einstückig
mit dem äußeren Getriebe und
dem inneren Differential kombiniert. 16 is a sectional view of a practical embodiment of the in 13 illustrated power transmission unit, which combines an embodiment of the differential displacement of the dynamic hydraulic / mechanical variable secondary power drive branch and the primary drive branch integral with the outer gear and the inner differential.
17 ist
eine teilweise geschnittene schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines in 16 dargestellten Lastschaltgetriebes
mit einem einstückig
ausgebildeten Primär-
und Sekundärantriebszweig. 17 is a partially sectioned schematic view of an embodiment of an in 16 shown power shift transmission with an integrally formed primary and secondary drive branch.
18 ist
eine graphische Darstellung des Vorwärtsgangs gegenüber einem
gewählten
Gang bei einem 24-Gang-Getriebe nach dem Stand der Technik. 18 Figure 12 is a graphical representation of the forward gear versus a selected gear in a prior art 24-speed transmission.
19 ist
ein Diagramm eines Antriebsstrangs nach dem Stand der Technik, der
zum Erreichen der in 18 gezeigten 24 Untersetzungsverhältnisse
erforderlich ist. 19 is a diagram of a drive train according to the prior art, which is used to achieve the in 18 shown 24 reduction ratios is required.
20 ist
eine Schnittansicht eines 24-Gang-Getriebes der in 19 gezeigten
Art. 20 is a sectional view of a 24-speed transmission in 19 shown type.
21 ist
eine Schnittansicht eines Drehmomentwandlers der in dem Getriebe
von 20 verwendeten Art. 21 is a sectional view of a torque converter in the transmission of 20 used type.
22 ist
eine graphische Darstellung der Schwankung beim Kraftstoffverbrauch,
beim Drehmoment und der Leistung in bezug auf die Motorumdrehungen
bei einem typischen Dieselmotor. 22 is a graphical representation of the Fluctuation in fuel consumption, torque and engine rpm performance in a typical diesel engine.
23 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
des Antriebsstrangs dieser Erfindung, der für hohe Drehmomentsbelastungen
geeignet ist. 23 shows an embodiment of the drive train of this invention, which is suitable for high torque loads.
24 zeigt
die Anwendung eines in 23 gezeigten Ausführungsbeispiels
der Erfindung. 24 shows the application of an in 23 shown embodiment of the invention.
25 zeigt
den Funktionsteil der in den 23 und 24 gezeigten
Anordnung. 25 shows the functional part of the in the 23 and 24 shown arrangement.
26 zeigt
eine Schnittdarstellung eines Vierradantriebstraktors, der einen
Antriebsstrang gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung aufweist. 26 shows a sectional view of a four-wheel drive tractor having a drive train according to an embodiment of the present invention.
27 zeigt
eine Schnittdarstellung einer Tandemantriebsanordnung, die einen
Antriebsstrang gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält. 27 shows a sectional view of a tandem drive assembly containing a drive train according to the present invention.
28 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Antriebsstrangs gemäß dieser
Erfindung. 28 shows a further embodiment of the drive train according to this invention.
BESTE ARTEN
DER AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNGBEST TYPES
THE EXECUTION
THE INVENTION
Zunächst wird
das Funktionsprinzip des Teil der Erfindung bildenden Getriebes
unter Bezugnahme auf die 4 bis 9 beschrieben.First, the principle of operation of the part of the invention forming the transmission with reference to the 4 to 9 described.
DIFFERENTIALVERHÄLTNISSE
UND REAKTIONSKRÄFTEDIFFERENTIAL RELATIONSHIPS
AND REACTIONS
ANTRIEBSVERHÄLTNIS 3
: 1DRIVE RATIO 3
: 1
Die
Darstellung von 4 läßt erkennen, daß bei einer
Vorwärtsbewegung
der Zahnstange 1 in Richtung des Pfeils A um 30 Zähne und
bei Vorwärtsbewegung
der Spindel 4 des Zahnrads 2 in Richtung des Pfeils
B um eine Strecke, die 10 Zähnen
an der Zahnstange 1 gleichkommt, was gleich einem Leistungsantriebsverhältnis von
3 : 1 ist, sich das Zahnrad 2 dadurch um zwanzig Zähne im Uhrzeigersinn
bewegt, wodurch eine Bewegung der Zahnstange 3 in Richtung
des Pfeils C um 20 Zähne bewirkt
wird. Hat sich jedoch das Zahnrad 2 um die Strecke von
10 Zähnen
in Richtung des Pfeils B vorwärts
bewegt, bewegt die Zahnstange 3 sich um die Strecke von
10 Zähnen
in Richtung des Pfeils C. Die Nettowirkung besteht in einem Verhältnis von
3 : 1, wenn ein Primärantrieb
die Zahnstange 1 vorwärts bewegt
und ein Sekundärantrieb
den Drehzapfen 4 des Zahnrads 2 mit einem Drittel
der Drehzahl der Primärantriebszahnstange 1 vorwärts bewegt.
Die Zahnstange 3 bewegt sich mit einem Drittel der Eingangsgeschwindigkeit
der Primärantriebszahnstange 1 in
Rückwärtsrichtung.The representation of 4 indicates that during a forward movement of the rack 1 in the direction of arrow A by 30 teeth and with forward movement of the spindle 4 of the gear 2 in the direction of arrow B by a distance, the 10 teeth on the rack 1 equals what is equal to a power drive ratio of 3: 1, the gear 2 thereby moved by twenty teeth in a clockwise direction, causing a movement of the rack 3 in the direction of arrow C is effected by 20 teeth. However, the gear has 2 moved by the distance of 10 teeth in the direction of arrow B, the rack moves 3 The net effect is in a ratio of 3: 1 when a prime mover drives the rack 1 moved forward and a secondary drive the pivot 4 of the gear 2 at one-third the speed of the primary drive rack 1 moved forward. The rack 3 moves at one third of the input speed of the primary drive rack 1 in reverse direction.
Die
mit dem Verhältnis
von 3 : 1 zusammenhängenden
Reaktionskräfte
bestehen darin, daß die Zahnstange 1 Kraft
in Richtung des Pfeils A erfordert und die Spindel 4 des
Zahnrads 2 mit einer Kraft in Rückwärtsrichtung des Pfeils B zurückgehalten
werden muß,
um zu bewirken, daß das
Zahnrad 4 sich um die Achse 2 dreht und eine Kraft
an die Zahnstange 3 angelegt wird, die dann für eine Kraft
in Richtung des Pfeils C sorgt. Es läßt sich erkennen, daß bei einer
Bewegung von Zahnstange 1 und Zahnradspindel 4 in
derselben Richtung mit einem Verhältnis von 3 : 1 die Zahnstange 3 nutzbare
Arbeit in Rückwärtsrichtung
leistet, allerdings nur so lange, wie die Zahnradspindel 4 in
Rückwärtsrichtung
zu Pfeil B und in derselben Richtung wie die rückwärts in Richtung des Pfeils
C durchgeführte
Arbeit zurückgehalten
wird.The reaction forces associated with the 3: 1 ratio are that the rack 1 Force in the direction of arrow A requires and the spindle 4 of the gear 2 with a force in the reverse direction of the arrow B must be retained to cause the gear 4 around the axis 2 turns and a force to the rack 3 is applied, which then provides a force in the direction of arrow C. It can be seen that during a movement of the rack 1 and gear spindle 4 in the same direction with a ratio of 3: 1 the rack 3 usable work in the reverse direction, but only as long as the gear spindle 4 in the reverse direction to arrow B and in the same direction as the backward in the direction of the arrow C performed work is retained.
ANTRIEBSVERHÄLTNIS 2
: 1DRIVING RATIO 2
: 1
Falls
die Zahnstange 1 in 5 um die
Strecke von 30 Zähnen
in der Richtung des Pfeils A vorwärts bewegt wird und falls die
Zahnradspindel 4 um eine 15 Zähnen der Zahnstange 1 gleichkommende Strecke
in Richtung des Pfeils B vorwärts
bewegt wird, ergibt dies ein Verhältnis von 2 : 1 zwischen den Primär- und Sekundärleistungsantrieben.
Falls die Zahnradspindel 4 nur die Hälfte der Strecke der Zahnstange 1 zurückgelegt
hat, stellt man fest, daß das
Zahnrad 2 sich im Uhrzeigersinn um 15 Zähne um die Spindel 4 gedreht
hat, falls die Zahnradspindel 4 sich jedoch um eine 15
Zähnen
gleichkommende Strecke vorwärts
bewegt hat, bleibt die Zahnstange 3 stationär. Man sieht,
daß bei
sich in derselben Richtung mit einem Verhältnis von 2 : 1 bewegender Primärantriebszahnstange 1 und
Sekundärantriebszweigzahnradspindel 4 die
Zahnstange 3 stationär
in einer dynamischen neutralen Sperrposition bleibt.If the rack 1 in 5 by the distance of 30 teeth in the direction of arrow A is moved forward and if the gear spindle 4 around a 15 teeth of the rack 1 moving forward in the direction of arrow B, this results in a 2: 1 ratio between the primary and secondary power drives. If the gear spindle 4 only half the distance of the rack 1 has been found, it is found that the gear 2 clockwise about 15 teeth around the spindle 4 has turned, if the gear spindle 4 however, moving forward by a distance equal to 15 teeth, the rack remains 3 stationary. It can be seen that in the same direction with a ratio of 2: 1 moving primary drive rack 1 and secondary drive branch gear spindle 4 the rack 3 remains stationary in a dynamic neutral locking position.
Die
Reaktionskräfte
mit einem Verhältnis
von 2 : 1 zwischen der Primärleistungsantriebszweigzahnstange 1 und
dem sekundären
Leistungsantriebszweig zu der Zahnradspindel 4 bestehen
darin, daß keine
anderen Reaktionskräfte
erforderlich sind als die, die zum Überwinden der Reibung erforderlich sind, vorausgesetzt,
daß auf
die Abtriebszahnstange 3, die bei C stationär ist, in
keiner Richtung eine Last einwirkt.The reaction forces with a 2: 1 ratio between the primary power drive branch rack 1 and the secondary power drive branch to the gear spindle 4 are that no other reaction forces are required than those required to overcome the friction, provided that the output rack 3 , which is stationary at C, does not act on any load.
Wenn
in Richtung des Pfeils B eine Last auf die Zahnstange 3 aufgebracht
wird, wird eine kräftemäßig gleiche
Reaktionsbeanspruchung der Zahnradspindel B in der B entgegengesetzten
Richtung erforderlich, um die auf C aufgebrachte Kraft auszugleichen,
und die auf die Zahnstange 1 in Richtung des Pfeils A aufgebrachte
Last muß gleich
der auf das Zahnrad 2 um die Spindel 4 herum wirkende
umgekehrte Drehkraft sein, die von der Zahnstange 3 übertragen
wird und gleich der auf diese bei C einwirkende Kraft ist. Der Nettoeffekt
besteht darin, daß die auf
der Zahnstange 1 in Richtung des Pfeils A erforderliche
Kraft gleich sein muß und über das
sich um die Spindel 4 drehende Zahnrad 2 zu der
Zahnstange 3 übertragen
wird, so daß sie
gleich der auf die Zahnstange 3 in Richtung des Pfeils
B aufgebrachten Kraft ist, so daß die Spindel 4 der
Summe der beiden auf die Zahnstange 1 und die Zahnstange 3 aufgebrachten
Kräfte
ausgesetzt ist und in der dem Pfeil B entgegengesetzten Richtung
zurückgehalten
werden muß.
Das heißt,
die Spindel B erfordert das Doppelte an Rückhaltekraft gegenüber der
als Last bei C auf die Abtriebszahnstange 3 aufgebrachten
Kraft.When in the direction of arrow B, a load on the rack 3 is applied, a force-like same reaction load of the gear spindle B in the B opposite direction is required to compensate for the force applied to C, and on the rack 1 In the direction of the arrow A applied load must be equal to that on the gear 2 around the spindle 4 to be reverse rotating force acting from the rack 3 is transferred and equal to the force acting on this at C is. The net effect is that on the rack 1 in the direction of the arrow A the same force must be equal and that about the spindle 4 rotating gear 2 to the rack 3 is transferred so that it is equal to the rack 3 in the direction of arrow B is applied force, so that the spindle 4 the sum of the two on the rack 1 and the rack 3 is exposed to applied forces and in the direction opposite to the arrow B must be retained. That is, the spindle B requires twice the restraining force from the load at C on the driven rack 3 applied force.
Wenn
bei C auf die Leistungsabtriebszahnstange 3 in der dem
Pfeil B entgegengesetzten Richtung eine Gegenlast aufgebracht wird,
benötigt
die Spindel 4 die doppelte Kraft in der Richtung des Pfeils
B und die Zahnstange 1 erfährt die Reaktionskraft in der
dem Pfeil A entgegengesetzten Richtung.If at C on the power take-off rack 3 in the direction opposite to the arrow B counter load is applied requires the spindle 4 the double force in the direction of arrow B and the rack 1 experiences the reaction force in the direction opposite to arrow A.
Es
ist ersichtlich, daß die
Zahnstange 3 bei einem 2 : 1-Verhältnis der Primär- und Sekundärleistungsantriebszweige
stationär
bleibt, daß jedoch
in Abhängigkeit
von der Richtung der auf die Zahnstange 3 aufgebrachten
Last selbst bei sich in derselben Richtung drehenden Primär- und Sekundärantriebszweigen
die Reaktionsenergie der aufgebrachten Last auf die Abtriebszahnsstange 3 bei
Umkehrung eine sofortige Reaktionslast auf die Primärantriebszweigzahnstange 1 und
die Sekundärantriebszweigzahnradspindel 4 in
der entgegengesetzten Richtung bewirkt, so daß das Vorwärtstreiben von Rückhaltelasten
umgekehrt wird und bei jeder Richtungsänderung der Last auf die Leistungsabtriebszahnstange 3 bei
C wechselt.It can be seen that the rack 3 at a 2: 1 ratio of the primary and secondary power drive branches remains stationary, but depending on the direction of the on the rack 3 applied load even with rotating in the same direction primary and secondary drive branches the reaction energy of the applied load on the output rack 3 if reversed, an immediate reaction load on the primary drive branch rack 1 and the secondary drive branch gear spindle 4 in the opposite direction, so that the propelling of restraint loads is reversed and every time the load is shifted to the power take-off rack 3 at C changes.
ANTRIEBSVERHÄLTNIS 1
: 1DRIVE RATIO 1
: 1
Falls
die Primärleistungszweigantriebszahnstange 1 in 6 um
eine Strecke von 30 Zähnen
in Richtung des Pfeils A vorwärts
bewegt wird und falls der Sekundärleistungsantriebszweig
die Spindel 4 in der Richtung des Pfeils B bewegt, wird
deutlich, daß das
Kettenrad 2 durch die von der Zahnstange 1, der Zahnradspindel 4 und
dem Zahnrad 2 zurückgelegte gleiche
Strecke und das ein Drehen verhindernde Eingreifen der Zähne des
Zahnrads 2 in die Zähne der
Zahnstange 1 vom Drehen zurückgehalten
wird. Deswegen bewegen sich die Zahnstange 1 und das Kettenrad 2 beide
als feste Masse mit gleicher Geschwindigkeit in Richtung der Pfeile
A und B. Es wird deutlich, daß beim
Eingreifen der Zähne
des Zahnrads 2 in die Zahnstange 3 diese sich
auch mit derselben Geschwindigkeit in Richtung des Pfeils C bewegen
muß.In case the primary power arm drive rack 1 in 6 is advanced by a distance of 30 teeth in the direction of arrow A, and if the secondary power drive branch is the spindle 4 Moved in the direction of arrow B, it becomes clear that the sprocket 2 through the rack 1 , the gear spindle 4 and the gear 2 traveled equal distance and the rotation preventing engagement of the teeth of the gear 2 is retained in the teeth of the rack 1 from turning. That's why the rack is moving 1 and the sprocket 2 both as a solid mass at the same speed in the direction of arrows A and B. It is clear that when engaging the teeth of the gear 2 in the rack 3 This must also move at the same speed in the direction of arrow C.
Bei
den meisten Fahrzeugfunktionen mit einem Verhältnis 1 : 1 ist das Getriebe
nur zeitweise einem Rückwärtsschub
an der Zahnstange 3 in Richtung des Pfeils C ausgesetzt
(6). Dann wird das Fahrzeug langsamer, indem die
Verdichtung des Motors als Bremse genutzt wird, oder mittels Verwendung
einer Auspuffbremse. Zu jedem anderen Zeitpunkt ist die Zahnstange 3 variierenden
Graden von Kraft in der der Bewegung und dem Pfeil C entgegengesetzten
Richtung ausgesetzt. Diese Kraft wird durch das Eingreifen der Zähne des
Zahnrads 2 in die Zähne
der Zahnstange 3 eingeschränkt. Die von der Zahnstange 3 auf
das Zahnrad 2 in dem Pfeil C entgegengesetzter Richtung
aufgebrachte Kraft versucht, das Zahnrad 2 im Uhrzeigersinn
um die Spindel 4zu drehen, was bei einem Verhältnis von
1 : 1 von der Zahnstange 1 eingeschränkt wird, wobei eine Rückhaltekraft
in der dem Pfeil A ent gegengesetzten Richtung erforderlich ist.
Die an der Spindel 4 in Richtung des Pfeils B erforderliche
Kraft ist die Summe der Fahrzeugantriebslast auf der Zahnstange 3 in
der der Zahnstangenbewegung entgegengesetzten Richtung, die dem
Pfeil C entgegengesetzt ist, und der Kraft, die erforderlich ist,
um das Zahnrad 2 mittels einer auf die Zahnstange 1 in
der der Richtung der Bewegung und der dem Pfeil A entgegengesetzten
Richtung aufgebrachten Rückhaltekraft
am Drehen um die Spindel 4 zu hindern.For most vehicle functions with a 1: 1 ratio, the transmission is only occasionally subject to reverse thrust on the rack 3 suspended in the direction of arrow C ( 6 ). Then the vehicle slows down by using the compression of the engine as a brake, or by using an exhaust brake. At any other time is the rack 3 subjected to varying degrees of force in the direction opposite to the movement and arrow C. This force is generated by the engagement of the teeth of the gear 2 into the teeth of the rack 3 limited. The from the rack 3 on the gear 2 In the arrow C opposite direction applied force tries the gear 2 clockwise around the spindle 4zu Turn, what at a ratio of 1: 1 of the rack 1 is restricted, wherein a restraining force in the direction opposite to the arrow A ent is required. The on the spindle 4 force required in the direction of arrow B is the sum of the vehicle drive load on the rack 3 in the direction opposite to the rack-and-pinion motion, which is opposite to the arrow C, and the force required to drive the gear 2 by means of one on the rack 1 in the direction of movement and the direction opposite to the arrow A applied restraining force to rotate about the spindle 4 to prevent.
Es
wird deutlich, daß bei
einem Verhältnis von
1 : 1 die an dem sekundären
Antriebszweig an der Spindel 4 erforderliche Kraft in der
Richtung des Pfeils B vorliegt und gleich dem Doppelten der Kraft der
an der Leistungsabtriebszahnstange C in der dem Pfeil C entgegengesetzten
Richtung verrichteten Arbeit ist und daß die Kraft an der Primärantriebszweigzahnstange 1 in
derselben Richtung vorliegt und gleich der Kraft der beim Wirken
gegen die die Leistungsabtriebszahnstange 3 in der den
Pfeilen C und A entgegengesetzten Richtung verrichteten Arbeit ist.It can be seen that at a ratio of 1: 1, that at the secondary drive branch on the spindle 4 required force is in the direction of the arrow B and equal to twice the force of the performed on the power take-off rack C in the direction opposite to the arrow C work and that the force on the primary drive branch rack 1 is present in the same direction and equal to the force of acting against the power take-off rack 3 in the opposite direction to arrows C and A, is work.
VERHÄLTNIS 1 : 1,5RATIO 1: 1.5
Als
Overdrive kann jedes Verhältnis über 1 : 1
gewählt
werden, zwecks Veranschaulichung wurde jedoch ein Verhältnis von
1 : 1,5 gewählt.
Wenn die Primärantriebszweigzahnstange 1 um
eine Strecke von 30 Zähnen
in Richtung des Pfeils A vorwärts
bewegt wird und die Spindel 4 um eine Strecke von 1,5 mal
derjenigen der Zahnstange 1 vorwärts bewegt wird, was einer
Gesamtmenge von 45 Zähnen
entspricht, wird sich, wie in 6 gezeigt,
das Zahnrad 2 bei Anwendung dieses Verhältnisses um 15 Zähne gegen
den Uhrzeigersinn drehen, da die Spindel 4 in dem Zahnrad 2 sich
um 15 Zähne
weiter bewegt hat als die Zahnstange 1. Der Nettoeffekt
besteht darin, daß die
Leistungsabtriebszahnstange 3 dieselbe Strecke von 30 Zähnen zurücklegt wie
die Primärantriebszahnstange 1 plus
die zusätzliche
Strecke von 30 Zähnen,
die durch die Drehung des Kettenrads 2 gegen den Uhrzeigersinn
verursacht wird, wobei die Zahnstange 3 um eine Gesamtstrecke
von 60 Zähnen
in Richtung des Pfeils C bewegt und somit ein Overdrive vom Doppelten
der Drehzahl des Primärantriebszweigs
bewirkt wird.As an overdrive, any ratio may be chosen over 1: 1, but for purposes of illustration a ratio of 1: 1.5 has been chosen. If the primary drive branch rack 1 by a distance of 30 teeth in the direction of arrow A is moved forward and the spindle 4 by a distance of 1.5 times that of the rack 1 moving forward, which corresponds to a total of 45 teeth, will, as in 6 shown the gear 2 When using this ratio, turn 15 teeth counterclockwise as the spindle 4 in the gear 2 has moved 15 teeth further than the rack 1 , The net effect is that the power take-off rack 3 travels the same distance of 30 teeth as the primary drive rack 1 plus the extra distance of 30 teeth caused by the rotation of the sprocket 2 is caused counterclockwise, with the rack 3 moved by a total distance of 60 teeth in the direction of arrow C and thus an overdrive of twice the speed of the primary drive branch is effected.
Für Veranschaulichungszwecke
zeigt 7 den Primärleistungsantriebszweig
als lineare Zahnstange 1, wobei der Primärantriebszweig
mit A bezeichnet ist. Der Sekundärleistungsantriebszweig
ist als Spindel 4 und Zahnrad 2 dargestellt, das
sich frei um die Spindel 4 drehen kann und als sekundärer Antriebszweig
B bezeichnet ist. Die Auswirkungen der Kombination aus Verhältnissen
und Reaktionskräften
ist mit Bezug auf die 4, 5 und 6 beschrieben
worden, wobei der sich ergebende Leistungsabtrieb in 7 an
der Zahnstange 3 mit C bezeichnet wird. Die ebene lineare
Form der Zahnstangen und Zahnräder
wurde zwecks Veranschaulichung verwendet, und es sei darauf hingewiesen, daß dieselben
Verhältnisse
und Reaktionskräfte
auftreten, wenn die Zahnstangen 1 und 3 durch
Antriebskegelräder 5 und 6 und
das Zahnrad und die Spindel 4 durch ein Ritzel 7 und
ein Lager 8 ersetzt sind.For illustrative purposes shows 7 the primary power drive branch as a linear rack 1 , Wherein the primary drive branch is denoted by A. The secondary power drive branch is as a spindle 4 and gear 2 represented, which is free around the spindle 4 can rotate and is referred to as a secondary drive branch B. The impact of the combination of ratios and reaction forces is related to 4 . 5 and 6 with the resulting power output in 7 at the rack 3 is denoted by C. The planar linearity of the racks and gears has been used for purposes of illustration, and it should be understood that the same ratios and reaction forces occur when the racks are used 1 and 3 by drive bevel gears 5 and 6 and the gear and the spindle 4 through a pinion 7 and a warehouse 8th are replaced.
Wenn
die Zahnstange 1 in der Richtung des Pfeils A vorwärts bewegt
wird und das Antriebskegelrad 5 von der Oberseite aus als
sich in derselben Richtung wie die Zahnstange bewegend gesehen wird,
dreht das Antriebskegelrad sich gegen den Uhrzeigersinn in Pfeilrichtung
an dem Antriebskegelrad 5. Dadurch wird bewirkt, daß das Ritzel 7 sich
von oben gesehen im Uhrzeigersinn dreht, wobei es dieselbe Wirkung
zeigt wie das Zahnrad 2 mit flachem Profil; das Ritzel 7 dreht
das Antriebskegelrad 6 in die Richtung des Pfeils an dem
Leistungsabgabeantriebskegelrad bei C.If the rack 1 in the direction of arrow A is moved forward and the drive bevel gear 5 from the top, as seen in the same direction as the rack is moving, the drive bevel wheel rotates counterclockwise in the arrow direction on the drive bevel gear 5 , This causes the pinion 7 turning clockwise as seen from above, showing the same effect as the gear 2 with a flat profile; the pinion 7 turns the pinion gear 6 in the direction of the arrow on the power take off pinion gear at C.
Wie
in den 4, 5 und 6 erläutert, bewegt
der Sekundärleistungsantriebszweig
gemäß 7 die
Spindel 4 und damit das Zahnrad 2 in Richtung
des Pfeils bei B. Dieselbe Wirkung erfolgt durch Drehen des Ritzels 7 zusammen
mit der Lageranordnung 8 um die Mittelachse der Antriebskegelräder 5 und 6,
d.h. um die Achse A-C.As in the 4 . 5 and 6 explained, moves the secondary power drive branch according to 7 the spindle 4 and with it the gear 2 in the direction of the arrow at B. The same effect is achieved by turning the pinion 7 together with the bearing assembly 8th around the central axis of the drive bevel gears 5 and 6 ie around the axis AC.
Es
wird deutlich, daß die
Verhältnisse
und Reaktionskräfte
zwar nur im Hinblick auf die Verhältnisse 3 : 1, 2 : 1, 1 : 1
und 1 : 1,5 erläutert
worden sind, die Abtriebsdrehzahlveränderung und die Reaktionskräfte aber
proportional zu dem Antriebsmittel sind, und zwar entsprechend der
folgenden Formel: Vout = 2 × Vsecondary – Vprimary,wobei
Vout die Abtriebsgeschwindigkeit, Vsecondary die Drehzahl des Sekundärantriebs
(die Umlaufgetriebeanordnung) und Vprimary die Drehzahl des Primärantriebs
ist, wobei die Abtriebskraft der Vektoranalyse der Reaktionskräfte der
beiden Antriebsmittel entspricht.It will be understood that although the ratios and reaction forces have been explained only in terms of the ratios 3: 1, 2: 1, 1: 1 and 1: 1.5, the output speed variation and reaction forces are proportional to the drive means, and though according to the following formula: Vout = 2 × Vsecondary - Vprimary, where Vout is the output speed, Vsecondary the secondary drive speed (the epicyclic gear arrangement), and Vprimary the speed of the prime mover, where the output force of the vector analysis corresponds to the reaction forces of the two drive means.
Die
Erfindung ermöglicht
eine infinite stufenlose Drehzahlveränderung zwischen allen Verhältnissen
vom Rückwärtsgang über stationäre dynamische Blockade über maximale
Drehzahl und bis zum Overdrive. Es versteht sich, daß die erzeugten
Reaktionskräfte
zwischen dem mit A bezeichneten Primärleistungsantriebszweig und
dem mit B bezeichneten Sekundärleistungsantriebszweig
eingegrenzt werden müssen,
so daß sie
gegen eine gemeinsame Antriebswelle reagieren und damit einen Energieverlust vermeiden.
Um dies zu erreichen, ermöglicht
die Erfindung eine Drehzahlveränderung
zwischen dem Leistungsantriebszweig A und dem Antriebszweig B, die
mittels der differentiellen Veränderung
der Verdrängung
der Säulen
eingeschlossenen Öls
oder derartiger geeigneter Fluide in einer Rotationsanordnung zu
steuern ist, so daß sich
eine differentielle hydraulische Gegenwirkung ergibt, wodurch für variable
Drehzahl gesorgt ist und die Reaktionskräfte gesteuert werden, die von
dem Ritzel 7, das sich frei in dem Lager 8 dreht,
und der Drehung der Ritzellageranordnung 8 um die Achse
des Antriebskegelrads 5 und 6 um die Achse A-C
gemäß 7 erzeugt
werden.The invention allows an infinite stepless speed change between all ratios of reverse gear over stationary dynamic blockade over maximum speed and to overdrive. It is understood that the reaction forces generated between the designated with A primary power drive branch and the designated B secondary power drive branch must be limited so that they react against a common drive shaft and thus avoid energy loss. To accomplish this, the invention enables a speed variation between the power drive branch A and the drive branch B to be controlled by means of the differential change in the displacement of the columns of trapped oil or fluids in a rotational arrangement to give a differential hydraulic counteraction. whereby variable speed is provided and the reaction forces are controlled by the pinion 7 that is free in the camp 8th rotates, and the rotation of the pinion bearing assembly 8th about the axis of the drive bevel gear 5 and 6 around the axis AC according to 7 be generated.
Dies
ist in 8 deutlicher zu sehen. Der Primärleistungsantriebszweig
ist mit dem Kegelrad 5, mit Pfeil A gekennzeichnet, wirkungsmäßig verbunden.
Der Sekundärleistungsantriebszweig
wird durch den differentiellen variablen Drehzahlabtrieb und das variable
Reaktionsdrehmoment mittels der dynamischen differentiellen hydraulischen
Gegensteuerung des eingeschlossenen Öls oder eines geeigneten Fluids
gesteuert und sorgt für
Ermöglichung
oder Verhinderung, und zwar in Abhängigkeit von den Reaktionskräften auf
das Lager 8, in dem das Ritzel 7 sich frei drehen
kann, und zwar als mit B bezeichnete Gegenreaktionsdrehkraft, die
sich um die Achse A-A dreht. Ein weiterer Aspekt, der mit der Erfindung
zusammenhängt
und in den früheren
Anmeldungen der Anmelderin offenbart ist, ist ein Differential 9,
das in dem äußeren Getriebe 10 enthalten
ist. Die Abtriebsdrehzahl und Kraft verhalten sich zu den Drehzahlen der
Antriebsmittel gemäß folgender
Formel: Vout = 2 × Vsecondary – Vprimary,wobei
Vout die Abtriebsdrehzahl, Vsecondary die Drehzahl des Sekundärantriebs
(die Umlaufgetriebeanordnung) und Vprimary die Drehzahl des Primärantriebs
ist, wobei die Abtriebskraft der Vektoranalyse der Reaktionskräfte des
Primärantriebszweigs
A und des Sekundärantriebszweigs
B entspricht, wobei der Abtrieb an das Kegelrad 6 übertragen
und als Abtriebsleistung C bezeichnet wird. Über einen drehbaren Träger 20 teilt
das Kegelrad 6 die Drehkraft dem mittigen Differential
mit und ist mit D bezeichnet.This is in 8th to see more clearly. The primary power drive branch is with the bevel gear 5 , marked with arrow A, operatively connected. The secondary power drive branch is controlled by the differential variable speed output and the variable reaction torque by means of the dynamic differential hydraulic countermeasure of the trapped oil or fluid and provides for elimination or prevention depending on the reaction forces on the bearing 8th in which the pinion 7 can rotate freely as a counter reaction torque designated B, which rotates about the axis AA. Another aspect related to the invention and disclosed in Applicant's earlier applications is a differential 9 that in the outer gear 10 is included. The output speed and force are related to the speeds of the drive means according to the following formula: Vout = 2 × Vsecondary - Vprimary, wherein Vout is the output speed, Vsecondary the speed of the secondary drive (Umlaufgetriebeanordnung) and Vprimary the speed of the prime mover, the output force of the vector analysis of the reaction forces of the primary drive branch A and the secondary drive branch B corresponds, the output to the bevel gear 6 transferred and referred to as output power C. About a rotatable carrier 20 divide the bevel gear 6 the rotational force to the central differential and is denoted by D.
Die
Erfindung hat den Vorteil, daß bewährte Antriebskegelräder, Ritzel
und Differentialbauteile, die sich in vielen verschiedenen Fahrzeugen,
Lastkraftwagen und Traktoren bewährt
haben und verwendet werden, kombiniert werden, aber in einer einzig-
und neuartigen Kombination mit Einrichtungen zur Steuerung von Drehzahlen
und Reaktionskräften verwendet
werden.The invention has the advantage that proven pinion gears, pinions and differential components, which are in many different vehicles, load cars and tractors have been tried and tested, but used in a unique and novel combination with means for controlling speeds and reaction forces.
9 zeigt
die Getriebeeinheit 10 gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen
des ersten Aspekts der Erfindung, die generell ein äußeres Hauptgetriebe 11 mit
zwei Rotationsantriebsmitteln, welche wirkungsmäßig mit einem Rotationsabtriebsmittel
verbunden sind, und eine innere Differentialgetriebebaugruppe 9 mit
Rotationsantriebsmitteln aufweist, die wirkungsmäßig mit zwei differentiell
drehbaren Abtriebsmitteln verbunden sind. Diese Bauteile werden
nunmehr durch Erläuterung
verschiedener bevorzugter Ausführungsbeispiele
detaillierter beschrieben. 9 shows the gear unit 10 in accordance with the preferred embodiments of the first aspect of the invention, generally an outer main transmission 11 with two rotary drive means operatively connected to a rotary output means and an inner differential gear assembly 9 having rotational drive means operatively connected to two differentially rotatable output means. These components will now be described in more detail by explaining various preferred embodiments.
Das
Hauptgetriebe 11 der Getriebeeinheit 10 weist
vorteilhafterweise einen Getriebezug auf. Die beiden Antriebsmittel
des Hauptgetriebes 11 weisen ein erstes Kegelrad 5 und
eine Umlaufgetriebeanordnung 12 auf, die koaxial so angeordnet
ist, daß sie sich
um eine erste Achse A-A dreht. Die Umlaufgetriebeanordnung 12 weist
einen ringförmigen
Ritzelträger 13 auf,
der innen angeordnete Umlaufkegelritzel 7 mit senkrecht
zur ersten Achse A-A verlaufenden Achsen drehbar lagert. Wie durch
die Buchstaben A und B in 9 angezeigt,
sind das erste Kegelrad 5 und der ringförmige Ritzelträger 13 jeweils einzeln
mittels herkömmlicher
Einrichtungen wie einem Zahnrad, einem Riemen, einer Kette oder
direkt wirkungsmäßig mit
dem Leistungsantriebsprimär- und
-sekundärzweig
verbindbar. Das Abtriebsmitel des Hauptgetriebes 11 weist
ein zweites Kegelrad 14 auf, das koaxial sowohl mit dem
ersten Kegelrad 5 als auch mit der Umlaufgetriebeanordnung 12 zur Drehung
um die erste Achse A-A angeordnet ist. Das erste und das zweite
Kegelrad 5, 14 des Hauptgetriebes 11 weisen
jeweils ein mittig ausgebildetes und axial verlaufendes Loch auf.
Die Umlaufgetriebeanordnung 12 ist zwischen dem ersten
und dem zweiten Kegelrad 5,14 angeordnet, wobei
die Umlaufkegelritzel 7 sowohl mit dem ersten als auch
mit dem zweiten Kegelrad 5,14 kämmen.The main gearbox 11 the gear unit 10 advantageously has a gear train. The two drive means of the main gearbox 11 have a first bevel gear 5 and an epicyclic gear arrangement 12 coaxially arranged to rotate about a first axis AA. The epicyclic gear arrangement 12 has an annular pinion carrier 13 on, the inside arranged bevel pinion 7 rotatably supported with perpendicular to the first axis AA extending axes. As indicated by the letters A and B in 9 displayed are the first bevel gear 5 and the annular pinion carrier 13 each individually by means of conventional means such as a gear, a belt, a chain or directly operatively connected to the Leistungsantriebsprimär- and -secondary branch. The output of the main gearbox 11 has a second bevel gear 14 on, which is coaxial with both the first bevel gear 5 as well as with the epicyclic gear arrangement 12 is arranged for rotation about the first axis AA. The first and the second bevel gear 5 . 14 of the main gearbox 11 each have a centrally formed and axially extending hole. The epicyclic gear arrangement 12 is between the first and the second bevel gear 5 . 14 arranged, with the bevel pinions 7 both with the first and with the second bevel gear 5 . 14 comb.
Die
Differentialgetriebeanordnung 9 ist innen in dem Hauptgetriebe 11 angeordnet.
Die Antriebsmittel der Differentialgetriebeanordnung 9 der Lastschaltgetriebeeinheit 10 weisen
Differentialkegelritzel 15 auf, die radial innerhalb des
Hauptgetriebes 11 so angeordnet sind, daß sie sich
um senkrecht zur ersten Achse A-A verlaufende Achsen drehen. Die Abtriebsmittel
der Differentialgetriebeanordnung 9 weisen zwei Differentialkegelseitenräder 16, 17 auf, die
koaxial und mit den Differentialritzeln 15 kämmend angeordnet
sind, so daß sie
sich um die erste Achse A-A drehen. Die beiden Differentialseitenzahnräder 16, 17 sind
mittig an entgegengesetzten Enden der beiden koaxial ausgerichteten
Leistungsabtriebsteile 18, 19, wie beispielsweise
Halbachsen, angebracht, die sich durch die Löcher in dem ersten und zweiten
Kegelrad 5, 14 des Hauptgetriebes 11 axial
nach außen
erstrecken. Die Halbachsen 18, 19 sind mit (nicht
gezeigten) Antriebsrädern
wirkungsmäßig verbindbar
oder, im Falle eines Vierradantriebs, kann die Lastschaltgetriebeeinheit
mittig angebracht sein, wobei die Halbachsen 18,19 dann
wirkungsmäßig mit
dem vorderen und dem hinteren Differential verbunden sind. Das Hauptgetriebe 11 ist mit
der Differentialgetriebeanordnung 9 mittels eines Differentialrahmens 20 wirkungsmäßig verbunden, welcher
mit dem zweiten Kegelrad 14 des Hauptgetriebes 11 verbunden
ist und die Differentialritzel 15 der Differentialgetriebeanordnung 9 trägt.The differential gear arrangement 9 is inside the main gearbox 11 arranged. The drive means of the differential gear arrangement 9 the power transmission unit 10 have differential bevel pinions 15 on the radially inside of the main gearbox 11 are arranged so that they rotate about perpendicular to the first axis AA extending axes. The output means of the differential gear assembly 9 have two differential cone side wheels 16 . 17 on, the coaxial and with the differential pinions 15 are arranged so that they rotate about the first axis AA. The two differential side gears 16 . 17 are centered at opposite ends of the two coaxially oriented power take-off parts 18 . 19 , such as half-axes, mounted through the holes in the first and second bevel gears 5 . 14 of the main gearbox 11 extend axially outwards. The half-axes 18 . 19 are operatively connectable to drive wheels (not shown) or, in the case of four-wheel drive, the power shift transmission unit may be mounted centrally, with the semi-axles 18 . 19 then operatively connected to the front and the rear differential. The main gearbox 11 is with the differential gear arrangement 9 by means of a differential frame 20 operatively connected, which with the second bevel gear 14 of the main gearbox 11 connected and the differential pinion 15 the differential gear arrangement 9 wearing.
10 zeigt
ein praktisches Ausführungsbeispiel
einer Verteilergetriebevorrichtung gemäß dieser Erfindung, die zum
Bereitstellen der Leistungsantriebsprimär- und -sekundärantriebszweige zu
dem Getriebe von einer einzelnen Energiequelle verwendet wird. Diese
Vorrichtung sorgt für
eine differentielle Verdrängung
und dynamische mechanisch/hydraulische Steuerung der variablen Umdrehungen
pro Minute und eine Steuerung der Reaktionskräfte zwischen dem Leistungsantriebsprimär- und -sekundärzweig.
Die Reaktion der Kräfte
wird ohne Energieverlust durch Reaktion gegen ein gemeinsames Teil
gesteuert, bei dem ein singulärer Leistungsantrieb
entweder unmittelbar oder mittels herkömmlicher Einrichtungen wie
einem Zahnrad, einem Keilriemen, einem Mehrfach-Keilriemen (mit
einem gemeinsamen flachen äußeren Verbindungsriemen),
einem Zahnriemen, einer Walze oder einer speziellen Hochgeschwindigkeits-
oder geräuscharmen
Kette oder mittels einer Hydraulikeinrichtung mit einer einzigen
Energiequelle verbunden ist. 10 FIG. 12 shows a practical embodiment of a transfer case apparatus according to this invention used to provide the power drive primary and secondary drive branches to the transmission from a single power source. FIG. This device provides for differential displacement and dynamic mechanical / hydraulic control of variable revolutions per minute and control of reaction forces between the prime mover and secondary thrusters. The reaction of the forces is controlled without energy loss by reaction against a common part in which a singular power drive either directly or by conventional means such as a gear, a V-belt, a multiple V-belt (with a common flat outer connecting belt), a toothed belt, a Roller or a special high-speed or low-noise chain or by means of a hydraulic device with a single power source is connected.
In 10 ist
das Triebwerk, wie beispielsweise ein Verbrennungs-Otto- oder -Dieselmotor
aus Veranschaulichungszwecken und in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wirkungsmäßig mittels eines
Zahnrads 20 angeschlossen, das die ausgeglichene Anordnung 21 dreht,
das Zahnrad 21 ist an dem Gehäuse 22 fixiert, welches
den Primärantriebszweig über das
drehbare Gehäuse
an ein Zahnrad 23 überträgt, welches
an dem Gehäuse
fixiert ist. Das Gehäuse
ist von Lagern 24 auf der feststehenden Welle 25 gehalten,
die mittels einer Montagevorrichtung 26 am Drehen gehindert
wird. Am gegenüberliegenden
Ende ist das Gehäuse
weiter mittels eines Lagers 27 abgestützt. Dadurch wird Energie direkt über den
Primärantriebszweig
von dem Triebwerk über
das Zahnrad 20 durch das Gehäuse 22 zu dem Zahnrad 23 bei
A übertragen.
Die Abtriebdrehzahl wird durch das Räderwerk zwischen dem Motor
oder dem Triebwerk und der Anordnung 22 und die direkte Veränderung
der Umdrehungen des Antriebstriebwerks in bezug auf das Zahnrad 20 bei
A bestimmt.In 10 For example, the engine, such as a combustion gasoline or diesel engine, is illustratively and in a preferred embodiment operatively by means of a gear 20 connected, that the balanced arrangement 21 turns the gear 21 is on the case 22 fixed, which the primary drive branch via the rotatable housing to a gear 23 transfers, which is fixed to the housing. The housing is from bearings 24 on the fixed shaft 25 held by means of a mounting device 26 is prevented from turning. At the opposite end of the housing is further by means of a bearing 27 supported. This will generate energy directly via the prime mover branch from the engine via the gearwheel 20 through the housing 22 to the gear 23 at A transfer. The output speed is determined by the gear train between the engine or the engine and the arrangement 22 and directly changing the revolutions of the drive engine with respect to the gear 20 determined at A.
Eine
zweite Welle 28, die separat drehbar und unabhängig von
der Welle 25 ist, ist von Lagern 29 abgestützt und
direkt mit dem Zahnrad 30 verbunden, das die hydraulisch/mechanische
differentielle Energie durch das Zahnrad 30 liefert, wobei
bei B der Leistungsantriebssekundärzweig bereitgestellt wird.A second wave 28 , which are separately rotatable and independent of the shaft 25 is, is from camps 29 supported and directly with the gear 30 connected to the hydraulic / mechanical differential energy through the gear 30 provides, at B, the power-drive secondary branch is provided.
Die
feststehende Welle 25 weist eine stationäre kreisförmige Kolbengruppe 31 auf,
die durch die Keilwellennut an der feststehenden Welle 25 am
Drehen gehindert wird. Die von Lagern 29 gestützte drehbare
Welle 28 ist mittels einer Keilwellennut an der drehbaren
Kolbengruppe 32 angebracht, so daß sie die Kolbengruppe 32 wirkungsmäßig mit
der Welle 28 und dem Sekundärantriebszweigzahnrad oder -kettenrad 30 verbindet,
um bei B für
eine Reaktionskraft zu sorgen. An dem drehbaren Gehäuse 22 ist eine
gemeinsame Schlitz- und Kommutatorplattenanordnung 33 zwischen
der Kolbengruppe 31, 32 angebracht. Die gemeinsame
Schlitz- und Kommutatorplattenanordnung 33 ist an dem Gehäuse 22 befestigt
und mit diesem drehbar. Dies gewährleistet,
daß die
nierenförmige
Hoch- und Niederdruckschlitzanordnung an jeder Seite des Umfangs
der Anordnung 33 stets mit den festen Drehpunkten 34 sowohl
der Reaktionsverdrängungsdrehgruppe 31,
der Taumelscheibensteuerungstaumelscheibe 35 und der Festverdrängungstaumelscheibe 36 relativ
zu dem Drehgehäuse 22 ausgerichtet
bleibt.The fixed shaft 25 has a stationary circular piston group 31 on that by the spline groove on the fixed shaft 25 is prevented from turning. The camps 29 supported rotatable shaft 28 is by means of a spline groove on the rotatable piston group 32 attached so that they the piston group 32 effective with the shaft 28 and the secondary drive branch gear or sprocket 30 connects to provide B with a reaction force. On the rotatable housing 22 is a common slot and Kommutatorplattenanordnung 33 between the piston group 31 . 32 appropriate. The common slot and commutator plate assembly 33 is on the case 22 attached and rotatable with this. This ensures that the kidney shaped high and low pressure slot arrangement on either side of the perimeter of the assembly 33 always with the fixed pivot points 34 both the reaction displacement rotational group 31 , the swash plate control swash plate 35 and the fixed displacement swash plate 36 relative to the rotary housing 22 remains aligned.
Die
Erfindung sieht eine differentielle hydraulisch/mechanische Drehzahlveränderung
und Drehmomentskraftreaktionssteuerung zwischen dem feststehenden
Primärleistungsantriebszweig
A und dem variablen Sekundärleistungsantriebszweig
B vor. Dies wird dadurch erreicht, daß das Primärzweigantriebszahnrad bzw.
-kettenrad 20 an dem Antrieb A an dem Gehäuse 22 befestigt
und drehbar und wirkungsmäßig zwecks
Primärleistungsabgabe
an A direkt mit Primärantriebszweigketten-
oder -zahnrad 23 verbunden ist, wobei die Drehmomentkraft
und die Drehzahl direkt durch die Drehzahl und das Drehmoment des
Antriebstriebwerks in bezug auf das Zahnrad oder Kettenrad 20 bei
A gesteuert und direkt an das Zahn- oder Kettenrad 23 bei
A übertragen
werden. Die von dem Sekundärleistungsantrieb
B gemäß der Beschreibung
in den 4, 5, 6, 7 und 8 übertragenen
Reaktionskräfte
reagieren direkt gegen das Ketten- oder Zahnrad 30 bei B,
wie in 10 gezeigt. Das Zahnrad 30 wird
von der Welle 28 und der Drehgruppe 32 am Drehen
gehindert, welche ihrerseits durch die Steuerung des eingeschlossenen Öls im Zylinder 37 am
Drehen gehindert wird, das von dem Kolben 38 verschoben wird,
der mit der Festwinkeltaumelscheibe 36 in Kontakt ist,
wenn die Reaktionskräfte
die Kolbengruppe 32 relativ zu der Festwinkeltaumelscheibe 36 drehen, wird
die eingeschlossene Ölsäule 37 von
dem Kolben 38 verschoben, wenn dieser sich zu Zylinderposition 39 dreht.
Der Betrag der ermöglichten
Drehung hängt von
dem variablen Winkel der Taumelscheibe 35 ab, wenn das
verdrängte Öl frei über die
nierenförmige Schlitzanordnung
an jeder Seite des Umfangs der Kommutatoranordnung 33 übertragen
werden kann, die in bezug auf die Drehpunkte 34 der Taumelscheibe
fixiert bleibt und sich mit dem Gehäuse 22 dreht. Es wird
deutlich, daß die
eingeschlossenen Ölsäulen in
dem Zylinder 37 frei durch die nierenförmige Öffnung übertragen werden können, die
sich umfangsmäßig um nahezu
180° erstreckt
und eine Übertragung
des Öls über die
Kommutatoranordnung 33 zu den Zylindern 40 und 41 ermöglicht,
da die Drehkolbenanordnung 31 stationär ist und die Taumelscheibe 35 durch
die Drehung des Gehäuses 22 angetrieben
wird. Der Verdrängungsraum
im Zylinder 40 nimmt zu, wenn die Taumelscheibe sich zu
Zylinderposition 41 bewegt, so daß die Steuerung der Übertragung
des eingeschlossenen Öls
von den Zylindern 37 zu den expandierenden Zylindern zwischen 31, 41 ermöglicht wird.
Es wird deutlich, daß,
wenn das Primärantriebszahnrad 20 das
Gehäuse 22 dreht
und dann die Taumelscheibe 35 über den Festtaumelscheibendrehpunkt 34 relativ
zu dem Gehäuse 22 antreibt
und wenn der Taumelscheibensteuerwinkel auf Position 1 eingestellt
ist, die gleich dem Festwinkel der Taumelscheibe 36 ist,
die Verschiebung der eingeschlossenen Ölsäulen in der Drehkolbenanordnung 32 mit
den expandierenden Verdrängungskammern
in der fixierten Drehkolbenanordnung 31 identisch ist,
so daß die
Reaktionskräfte
von dem äußeren Getriebe
an B gegen das Zahnrad 30 reagieren können, indem die Welle 28 sich
relativ zu dem Primärantriebskettenrad 20 und
dem Gehäuse 22 rückwärts dreht.
Das heißt,
daß bei
Vollast und Volleistungsantrieb in bezug auf das Zahnrad 20 an
A die Abtriebsdrehzahl an dem Zahnrad 30 Null ist und die Reaktionskräfte ohne
Energieverlust aufgrund der direkten hydraulisch/mechanischen variablen
Steuerung, die mechanisch in dem sich drehenden mechanischen Gehäuse 22 eine
Wechselwirkung ausübt, vollständig begrenzt
sind.The invention provides a differential hydraulic / mechanical speed variation and torque force response control between the fixed primary power drive branch A and the variable secondary power drive branch B. This is achieved by the primary two-pinion sprocket 20 on the drive A to the housing 22 mounted and rotatable and operative for the purpose of primary power output to A directly with primary drive branch chain or gear 23 is connected, wherein the torque force and the rotational speed directly by the rotational speed and the torque of the drive engine with respect to the gear or sprocket 20 controlled at A and directly to the toothed or sprocket wheel 23 be transmitted at A. That of the secondary power drive B as described in the 4 . 5 . 6 . 7 and 8th transmitted reaction forces react directly against the chain or gear 30 at B, as in 10 shown. The gear 30 gets off the shaft 28 and the shooting group 32 prevented from rotating, which in turn by the control of the trapped oil in the cylinder 37 is prevented from rotating, that of the piston 38 moved with the fixed angle swash plate 36 is in contact when the reaction forces the piston group 32 relative to the fixed angle swash plate 36 turn, the trapped oil column becomes 37 from the piston 38 shifted when this is to cylinder position 39 rotates. The amount of rotation allowed depends on the variable angle of the swash plate 35 when the displaced oil is released over the kidney-shaped slot assembly on either side of the circumference of the commutator assembly 33 can be transmitted in relation to the fulcrums 34 the swashplate remains fixed and aligned with the housing 22 rotates. It is clear that the trapped oil columns in the cylinder 37 can be freely transmitted through the kidney-shaped opening, which extends circumferentially by nearly 180 ° and a transmission of the oil through the commutator 33 to the cylinders 40 and 41 allows, as the rotary piston assembly 31 stationary and the swash plate 35 by the rotation of the housing 22 is driven. The displacement space in the cylinder 40 increases as the swashplate becomes cylinder position 41 moved, so that the control of the transfer of trapped oil from the cylinders 37 to the expanding cylinders between 31 . 41 is possible. It becomes clear that when the primary drive gear 20 the housing 22 turns and then the swash plate 35 over the festival swirling fulcrum 34 relative to the housing 22 drives and when the swashplate control angle on position 1 is set equal to the fixed angle of the swash plate 36 is the displacement of the trapped oil columns in the rotary piston assembly 32 with the expanding displacement chambers in the fixed rotary piston assembly 31 is identical, so that the reaction forces from the outer gear to B against the gear 30 can react by the shaft 28 relative to the prime mover sprocket 20 and the housing 22 turns backwards. That is, at full load and full power drive with respect to the gear 20 at A the output speed at the gear 30 Zero is and the reaction forces without energy loss due to the direct hydraulic / mechanical variable control, which mechanically in the rotating mechanical housing 22 has an interaction, are completely limited.
11 zeigt
im wesentlichen dieselbe Anordnung wie 10, aber
mit um die Achse 34 mittels einer in Betriebsposition 4 befindlichen
Stelleinrichtung gesteuerten Taumelscheibe 35. Da die Primärantriebszweigkraft
bei A das Zahnrad 20 und das Gehäuse 22 dreht, betätigt sie
auch die Taumelscheibe 35 mit demselben Verhältnis von
1 : 1 ungeachtet der Winkelposition der Taumelscheibe 35.
Wenn der Winkel der Taumelscheibe 35 auf Position 4 eingestellt
ist, die unter einem Winkel von 90° zu der Mittellinie der Welle 25 angeordnet
ist, wird deutlich, daß keine
Veränderung
bei der Verdrängung
zwischen den Kolbenkammern 40, 41 eintritt und
jegliche Strömung
von eingeschlossenem Öl
aus den Zylindern 37, 39 gleich Null ist. Wenn
der Leistungsantriebsprimärzweig über das
Zahnrad 20 bei A über
das Gehäuse 22 und
das Zahnrad 23 in den Primärzweigantrieb 1 des äußeren mechanischen
Getriebes gemäß den 7, 8, 9 übertragen
wird, reagieren die in den 4, 5, 6, 7 und 9 abgehandelten
Reaktionskräfte
bei B gegen das Zahnrad 30, wie in 11 gezeigt.
Das Zahnrad 30 ist durch die Welle 28 und die
Drehkolbengruppe 32 eingegrenzt, wobei der Kolben 38 die
eingeschlossene Ölsäule in dem
Zylinder 37 aufgrund der Nullverdrängungsveränderung in der Festkolbenanordnung 31 nicht
durch die Kommutatoranordnung 33 übertragen kann. Der Nettoeffekt
besteht darin, daß die
gesamte Anordnung 21 sich als Einheit mit dem Primärleistungsantriebs-
und -abtriebskettenrädern 20, 23 und dem
Sekundärreaktionsleistungssteuerungskettenrad 30 bei
B dreht, wobei sich alle zusammen mit einem Verhältnis von 1 : 1 drehen. An
diesem Punkt werden bei einer Ölströmung von
Null 100% der Leistung mechanisch übertragen. 11 shows essentially the same arrangement as 10 but with around the axis 34 by means of an operating position 4 located adjusting device controlled swash plate 35 , Since the primary drive branch force at A is the gear 20 and the case 22 turns, she also presses the swash plate 35 with the same ratio of 1: 1 regardless of the angular position of the swash plate 35 , If the angle of the swash plate 35 on position 4 is set at an angle of 90 ° to the centerline of the shaft 25 is arranged, it becomes clear that no change in the displacement between the piston chambers 40 . 41 enters and any flow of trapped oil from the cylinders 37 . 39 is equal to zero. When the power-drive primary branch via the gear 20 at A over the case 22 and the gear 23 in the primary branch drive 1 of the outer mechanical transmission according to the 7 . 8th . 9 is transferred, which react in the 4 . 5 . 6 . 7 and 9 Negotiated reaction forces at B against the gear 30 , as in 11 shown. The gear 30 is through the wave 28 and the lobe group 32 limited, the piston 38 the trapped oil column in the cylinder 37 due to the zero displacement change in the fixed piston assembly 31 not through the commutator arrangement 33 can transfer. The net effect is that the whole arrangement 21 itself as a unit with the primary power drive and output sprockets 20 . 23 and the secondary reaction power control sprocket 30 at B, all of which rotate together at a ratio of 1: 1. At this point, with zero oil flow, 100% of the power is mechanically transferred.
12 ist
ebenfalls mit den 10 und 11 vergleichbar,
zeigt jedoch zusätzlich
zur Veranschaulichung fünf
Betriebspositionen der Taumelscheibe 35. In Position 1 erfolgt
die Leistungsabgabe des Abtriebszahn- oder -kettenrads 23 über den
Primärantriebszweig
zu dem Kettenrad 42 des äußeren Getriebes bei A in direkter
Wechselbeziehung zu der von dem Triebwerk gemäß der Beschreibung in den 10 und 11 bereitgestellten
Drehzahl und dem Drehmoment. Wenn der Steuerwinkel der Taumelscheibe 35 sich
in Steuerposition 1 befindet, tritt die Funktion gemäß der Erläuterung
von 10 auf, wobei die durch den ringförmigen Ritzelträger 13 bei B übertragenen
und an das Ketten- oder Zahnrad 43 angelegten Reaktionskräfte die Reaktionskräfte steuern,
die sich in direkter Wechselbeziehung zu der Veränderung der Eingangs- und Ausgangslasten
und der Richtung der Kräfte
gemäß der Beschreibung
in den 4, 5, 6 und 7 ändern, wobei eine
Nulldrehung weiterhin beibehalten wird. 12 is also with the 10 and 11 however, in addition to illustration, shows five operating positions of the swash plate 35 , In position 1 the power output of the output gear or sprocket occurs 23 over the primary drive branch to the sprocket 42 the external gear at A in direct correlation with that of the engine as described in the 10 and 11 provided speed and torque. When the control angle of the swash plate 35 in tax position 1 is located, the function occurs according to the explanation of 10 on, passing through the annular pinion carrier 13 transferred at B and to the chain or gear 43 applied reaction forces control the reaction forces, which are directly related to the change in the input and output loads and the direction of the forces as described in the 4 . 5 . 6 and 7 change, maintaining zero rotation.
Wenn
der Steuerwinkel der Taumelscheibe 35 in Position 2 wechselt,
ermöglicht
die Verschiebung die Steuerung der Reaktionskräfte auf das Zahn- oder Kettenrad 30 mit
dem Sekundärleistungsantriebszweig
bei B, die ein Drittel derjenigen des Primärleistungsantriebszweigs bei
A beträgt.
Dies erzeugt eine Eingabe in das Hauptgetriebe mit einem Verhältnis von
3 : 1, wobei ein Drittel der Antriebsdrehzahl in einen Umkehrabtrieb
eingegeben wird, und zwar über
die Übertragung
von Drehzahl und Energie, die über
das Kegelritzel 7 zu dem Kegelrad 14 bei C übertragen
wird.When the control angle of the swash plate 35 in position 2 The shift allows the control of the reaction forces on the sprocket or sprocket 30 with the secondary power drive branch at B which is one-third that of the primary power drive branch at A. This produces an input to the main transmission at a ratio of 3: 1, with one-third of the input speed being input to a reverse output via the transmission of speed and energy through the bevel pinion 7 to the bevel gear 14 at C is transmitted.
12 zeigt,
daß bei
einem auf Position 3 eingestellten Winkel der Taumelscheibe
eine Verschiebung erfolgt, die dem Sekundärleistungsantriebszweig bei
B eine Umdrehung mit halber Drehzahl des Primärleistungsantriebszweigs A
ermöglicht.
Dies hat ein Verhältnis
von 2 : 1 für
das Hauptgetriebe 11 zur Folge, wie in den 4, 5, 6 und 7 beschrieben,
wobei eine dynamisch blockierte Neutralposition mit Nullabtrieb
seitens des Hauptgetriebes 11 erzeugt wird. 12 zeigt,
daß bei
sich in Position 4 befindender Taumelscheibe 35, die
sich unter einem Winkel von 90° zu
der Welle 25 befindet, die Folge ein Antrieb mit einem
Verhältnis von
1 : 1 zwischen dem Primärleistungsantriebszweig
A und dem Sekundärreaktionsleistungssteuerungsantriebszweig
B ist, wie dies in 11 beschrieben ist. Somit erzeugt
das 1 : 1-Verhältnis
der Antriebe, das die Wechselbeziehung der Drehzahlen und interaktiven
Drehmomentkräfte
in dem Hauptgetriebe steuert, einen 1 : 1-Vollvorwärtsantrieb
seitens des Getriebes über
das zweite Kegelrad 14 bei C, wobei der Nettoeffekt darin
besteht, daß der Ölübertragungsfluß von der
in 12 gezeigten Kolbendrehgruppe zu dem Zylinder 37 Null
ist. Es erfolgt keine Bewegung der Kolbendrehgruppe 32 in
bezug auf das Gehäuse
und alle Bauteile in der hydraulisch/mechanischen Differentialverschiebungsreaktionsleistungssteuereinheit 21 drehen
sich gemeinsam, mit Ausnahme der Festwelle 25 und der Festkolbengruppe 31,
die immer stationär
bleiben. 12 shows that when on a position 3 set angle of the swash plate is a shift that allows the secondary power drive branch at B one revolution at half speed of the primary power drive branch A. This has a ratio of 2: 1 for the main gearbox 11 entail, as in the 4 . 5 . 6 and 7 described, with a dynamically blocked neutral position with zero output from the main gearbox 11 is produced. 12 shows that in position 4 located swash plate 35 which is at an angle of 90 ° to the shaft 25 The result is a drive with a ratio of 1: 1 between the primary power drive branch A and the secondary reaction power control drive branch B, as shown in FIG 11 is described. Thus, the 1: 1 ratio of the drives, which controls the interrelationship of the speeds and interactive torque forces in the main transmission, produces a 1: 1 full forward drive from the transmission via the second bevel gear 14 at C, the net effect being that the oil transfer flux is different from that in 12 shown piston rotation group to the cylinder 37 Is zero. There is no movement of the piston rotation group 32 with respect to the housing and all components in the hydraulic / mechanical differential displacement reaction power control unit 21 rotate together, except for the fixed wave 25 and the solid piston group 31 who always stay stationary.
Das
Vorsehen der gleichen Drehzahl im Verhältnis 1 : 1 an dem Primärantriebszweig
A und B und die Steuerung der Reaktionsenergie mitels dem Leistungssteuerungsantriebszweig
bei B hat eine Nullbewegung aller Bauteile in dem Hauptgetriebe 11 zur Folge.
Somit läßt sich
für Anwendungen
in Fahrzeugen, Lastkraftwagen und Traktoren feststellen, daß bei Nulldrehzahl
lediglich eine 2 : 1-Veränderung
der Primär-
und Sekundärleistungsantriebszweigdrehzahlen
vorliegt, wobei der Sekundärantriebszweig
B die Hälfte
der Drehzahl des Primärleistungsantriebszweigs
mit einem gleichmäßigen Übergang
zu einem 1 : 1-Verhältnis
leistet, so daß ein
maximaler Wirkungsgrad zur Anpassung an variable Lasten sogleich
und präzise
erfolgen kann.The provision of the same speed in the ratio 1: 1 at the primary drive branch A and B and the control of the reaction energy by the power control drive branch at B has a zero movement of all components in the main transmission 11 result. Thus, for applications in vehicles, trucks and tractors, it can be seen that at zero speed there is only a 2: 1 change in the primary and secondary power branch speeds, with the secondary power branch B half the speed of the primary power drive branch with a smooth transition to a 1: 1 Ratio makes, so that a maximum efficiency for adaptation to variable loads can be done immediately and precisely.
Wenn,
wie in 12 gezeigt, die Steuerposition
der Taumelscheibe 35 zu Position 5 vorgeschoben
wird, läßt sich
ein Verhältnis
von 1 : 1,5 erzielen, das einen Overdriveabtrieb vom Hauptgetriebe
bei C zur Folge hat, der gleich dem 1,5-fachen der Drehzahl des
Primärleistungsantriebszweigs,
wie zuvor in 6 beschrieben, ist.If, as in 12 shown the control position of the swash plate 35 to position 5 can be achieved, a ratio of 1: 1.5 can be achieved, which has an overdrive output from the main transmission at C result, which is equal to 1.5 times the speed of the primary power drive branch, as previously in 6 described is.
Ein
in 12 gezeigter weiterer Aspekt der Erfindung besteht
darin, daß das
Rotationsgehäuse 22 mit
Hydraulikfluid bis zu einem Punkt gefüllt ist, bei dem die Fliehkraft
beim Drehen verursacht, daß das Öl einen
Druck in Richtung auf den Außenumfang des
Rotationsgehäuses 22 und
die eingeschlossene Ölmasse
aufbaut. In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung wirkt dieser Druck als Fülldruck zur Befüllung der
radial angeordneten Zylinder 40,41, 37, 39 und
der radial zwischen ihnen angeordneten Zylinder, die ebenfalls in
dem Außenumfang
der Kolbengruppe 31,32 und in dem Hochdruckhydraulikfluidbereich
angeordnet sind. Es können
die üblichen
Hoch- und Niederdruck absperrventile verwendet werden und bei bestimmten
Anwendungsfällen
kann eine integrierte Füllpumpe
verwendet werden.An in 12 shown another aspect of the invention is that the rotary housing 22 is filled with hydraulic fluid to a point at which causes the centrifugal force during rotation, that the oil pressure in the direction of the outer circumference of the rotary housing 22 and build up the trapped oil mass. In one embodiment of the invention, this pressure acts as a filling pressure for filling the radially arranged cylinder 40 . 41 . 37 . 39 and the cylinder arranged radially between them, which are also in the outer periphery of the piston group 31 . 32 and in the high pressure hydraulic fluid area. The usual highs and low pressure shut-off valves are used and in certain applications, an integrated filling pump can be used.
Ein
(nicht gezeigtes) weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung sieht abstehende Kühlrippen und/oder
Drehdichtungen für
das Gehäuse 22 vor, um
den Transport von Hydrauliköl
aus dem und in das Gehäuse 22 zwecks
Filterung und Kühlung
zu ermöglichen.A (not shown) further embodiment of the invention provides protruding fins and / or rotary seals for the housing 22 prior to the transport of hydraulic oil from and into the housing 22 for filtering and cooling.
In
einem anderen Ausführungsbeispiel
bestehen die Drehkolbengruppe und/oder die Kommutatorplatten aus
keramischem Material, um eine Hochgeschwindigkeits-, Hochdruck-,
schmierungsarme und hocheffiziente Leistung zu erbringen.In
another embodiment
consist of the lobe group and / or the commutator
ceramic material, a high-speed, high-pressure,
low-lubrication and highly efficient performance.
Die
Verstellwinkeltaumelscheibe 35 kann mittels eines geeigneten
Arms und Axiallagern oder mittels entsprechend durchgeführter Drucksteuerung oder
durch Fernfunkfrequenz- oder -infrarotsteuerung gesteuert werden,
um eine Steuerung des Taumelscheibenwinkels innerhalb des Rotationsgehäuses 22 zu
ermöglichen.The adjustment swash plate 35 can be controlled by means of a suitable arm and thrust bearings or by means of appropriately performed pressure control or by radio frequency or infrared control to control the swash plate angle within the rotary housing 22 to enable.
13 zeigt
ein praktisches Ausführungsbeispiel
der kombinierten Anordnung der 9 und 10 einschließlich der
Lager, Dichtungen und Befestigungsanordnungen, die für eine funktionierende Anordnung
erforderlich sind. Diese Bauteile können in der Praxis variiert
werden, und obwohl der Fachmann auf dem Gebiet sich ihrer Funktion
durchaus bewußt
ist, ist eine Beschreibung für
das Verständnis der
Erfindung nicht erforderlich. 13 shows a practical embodiment of the combined arrangement of 9 and 10 including the bearings, seals, and mounting arrangements required for a functioning assembly. These components may be varied in practice, and although one skilled in the art will be fully aware of their function, a description of the invention is not required.
Im
Gebrauch weist das oben beschriebene Hauptgetriebe 11 ein
kontinuierlich variables Getriebe auf, bei dem die Abtriebsdrehzahl
(die Drehzahl des zweiten Kegelrads 14) proportional zur
Summe oder Differenz der beiden Antriebsdrehzahlen ist, die von
der Integration der Anordnung 21 geliefert werden und für einen
variablen Primär-
und Sekundärdrehzahl-
und -drehmomentantriebszweig sorgen, die als A und B bezeichnet
sind (wobei sie die Drehzahlen des ersten Kegelrads 5 und
der Umlaufgetriebeanordnung 12 steuern). Somit wird deutlich,
daß, wenn
die Drehzahlen des ersten Kegelrads 5 und der Umlaufgetriebeanordnung 12 gesteuert
sind, die Drehzahl des zweiten Kegelrads 14 fortschreitend von
einem Konstruktionsmaximum in einer ersten Drehrichtung über Null
zu einem Konstruktionsmaximum in einer zweiten entgegengesetzten
Drehrichtung variiert werden kann. Wie oben auch beschrieben, arbeitet
die Differentialgetriebebaugruppe 9 in der Art eines herkömmlichen
Fahrzeugdifferentialgetriebes. Somit kombiniert die oben beschriebene Lastschaltgetriebeeinheit 10 zweckmäßigerweise
die Funktionalität
des Hauptgetriebes 11 und der Differentialgetriebebaugruppe 9 einstckig
derart, daß Antriebsdrehenergie
mit kontinuierlich variablen Abtriebsdrehzahlen differentiell auf
die beiden Halbachsen 18 und 19 übertragen
werden kann.In use, the main transmission described above 11 a continuously variable transmission, wherein the output speed (the speed of the second bevel gear 14 ) is proportional to the sum or difference of the two drive speeds, that of the integration of the arrangement 21 and provide for a variable primary and secondary speed and torque drive branch, designated as A and B (taking the speeds of the first bevel gear 5 and the epicyclic gear arrangement 12 Taxes). Thus it becomes clear that when the speeds of the first bevel gear 5 and the epicyclic gear arrangement 12 are controlled, the speed of the second bevel gear 14 can be varied progressively from a design maximum in a first direction of rotation above zero to a design maximum in a second opposite direction of rotation. As also described above, the differential gear assembly operates 9 in the manner of a conventional vehicle differential gearbox. Thus, the power transmission unit described above combines 10 expediently the functionality of the main transmission 11 and the differential gear assembly 9 einstckig such that drive rotational energy with continuously variable output speeds differentially to the two semi-axes 18 and 19 can be transferred.
Die
Funktionsweise der oben beschriebenen Lastschaltgetriebeeinheit 10 wird
weiter verdeutlicht mit Bezug auf die in 9 dargestellte
beispielhafte Ausführungsform,
bei der das erste Kegelrad 5 und das zweite Kegelrad 14 des
Hauptgetriebes 11 jeweils dreißig Zähne und die Umlaufkegelritzel 7 des Hauptgetriebes
jeweils zehn Zähne
aufweisen.The operation of the power transmission unit described above 10 will be further clarified with reference to the in 9 illustrated exemplary embodiment, in which the first bevel gear 5 and the second bevel gear 14 of the main gearbox 11 each thirty teeth and the bevel pinions 7 of the main gear each have ten teeth.
Nachfolgend
ist die Auswirkung der verschiedenen Antriebsverhältnisse
in derselben Drehrichtung um die Achse A-A für die in 9 dargestellte
beispielhafte Ausführungsform
beschrieben.Below is the effect of the different drive ratios in the same direction of rotation about the axis AA for the in 9 illustrated exemplary embodiment described.
1 : 1-ANTRIEBSVERHÄLTNIS VON
ZUR BILDUNG EINER HYDRAULISCH/MECHANISCHEN REAKTIONSLEISTUNGSSTEUEREINHEIT 21 EINSTÜCKIG VERBUNDENEN
PRIMÄR-
UND SEKUNDÄRLEISTUNGSANTRIEBSZWEIGE
A UND B1: 1 DRIVE RATIO OF FORMING A HYDRAULIC / MECHANICAL RESPONSE POWER CONTROL UNIT 21 ONE-WAY CONNECTED PRIMARY AND SECONDARY POWER DRIVES A AND B
Wenn
das erste Kegelrad 5 gemäß 9 um eine
Umdrehung nach vorne gedreht wird, sind dreißig Zähne des Kegelrads 5 vorwärts gedreht
worden. Wenn zur gleichen Zeit der ringförmige Ritzelträger 13 um
eine Umdrehung in derselben Richtung um die Achse A-A gedreht worden
ist, bleibt jedes Umlaufkegelritzel 7 stationär. Folglich
bewirken die nicht drehenden Kegelritzel 7, deren Zähne in das
zweite Kegelrad 14 eingreifen, daß dieses und der Differentialrahmen 20 sich
um eine volle Umdrehung um die Achse A-A vorwärts drehen. Die von dem Differentialrahmen 20 getragenen
Differentialritzel 15 werden lediglich von Differentialseitenzahnrädern 16 und 17 begrenzt,
die wirkungsmäßig mit
Halbachsen 18 bzw. 19 verbunden sind, um eine
normale Fahrzeugdifferentialwirkung zwischen zwei (nicht gezeigten)
Antriebsrädern
zu ermöglichen.If the first bevel gear 5 according to 9 Turned one revolution forward are thirty teeth of the bevel gear 5 been turned forward. If at the same time the annular pinion carrier 13 Each revolution bevel pinion remains rotated one revolution in the same direction about the axis AA 7 stationary. Consequently, the non-rotating bevel pinions 7 whose teeth are in the second bevel gear 14 intervene that this and the differential frame 20 to turn forward one full turn around the axis AA. The of the differential frame 20 carried differential pinion 15 are only from differential side gears 16 and 17 limited, which is effective with half-axes 18 respectively. 19 are connected to allow a normal vehicle differential action between two (not shown) driving wheels.
Das
in 13 gezeigte Ergebnis besteht darin, daß bei einem
zwischen dem ersten Kegelrad 5 und dem ringförmigen Ritzelträger 13 durch
die in 13 gezeigte differentielle hydraulisch/mechanische
Reaktionsleistungssteuereinheit 21 vorgesehenen Antriebsverhältnis von
1 : 1 das Drehzahlverhältnis
durch die Lastschaltgetriebeeinheit 10 und zu dem Differentialrahmen 20 1
: 1 ist.This in 13 The result shown is that at one between the first bevel gear 5 and the annular pinion carrier 13 through the in 13 shown differential hydraulic / mechanical reaction power control unit 21 provided drive ratio of 1: 1, the speed ratio through the power transmission unit 10 and to the differential frame 20 1: 1.
ANTRIEBSVERHÄLTNIS VON
2 : 1 DURCH INTEGRATION MIT DIFFERENTIALLEISTUNGSSTEUEREINHEIT 21 UND
LASTSCHALTGETRIEBEEINHEIT 10 DRIVE RATIO OF 2: 1 BY INTEGRATION WITH DIFFERENTIAL PERFORMANCE CONTROL UNIT 21 AND SPEED GEAR UNIT 10
Wenn
das erste Kegelrad 5 in 9 um eine Umdrehung
vorwärts
gedreht wird, wobei es sich um dreißig Zähne nach vorne bewegt, und
der ringförmige
Ritzelträger 13 in
derselben Richtung um eine halbe Umdrehung um die Achse A-A gedreht
wird (2 : 1), hat sich jedes Umlaufkegelritzel 7 um fünfzehn Zähne um senkrecht
zu der Achse A-A verlaufende Achsen rückwärts gedreht und bei der halben
Umdrehung an dem Eingriffspunkt an dem zweiten Kegelrad 14 um
fünfzehn
Zähne bewegt.
Da das zweite Kegelrad 14 dreißig Zähne aufweist und der ringförmige Ritzelträger 13 und
die Kegelritzel 7 eine halbe Um drehung zurückgelegt
haben, bleiben das dreißigzähnige zweite
Kegelrad 14 und der Differentialrahmen 20 stationär.If the first bevel gear 5 in 9 rotated one turn forward, moving forward by thirty teeth, and the annular pinion carrier 13 is rotated in the same direction by half a revolution about the axis AA (2: 1), has each bevel pinion gear 7 at fifteen tough ne about axes perpendicular to the axis AA extending axes rotated backwards and at half turn at the point of engagement on the second bevel gear 14 moved by fifteen teeth. Because the second bevel gear 14 has thirty teeth and the annular pinion carrier 13 and the bevel pinions 7 half a turn around, remain the thirtzahnige second bevel gear 14 and the differential frame 20 stationary.
Da
das von der Leistungssteuereinheit 21 gemäß 13 zwischen
dem ersten Kegelrad 5 und dem ringförmigen Ritzelträger 13 mit
2 : 1 vorgegebene Antriebsverhältnis
vorliegt, bleiben infolgedessen das zweite Kegelrad 14 und
die Differentialseitenzahnräder 16 und 17 in
einer wirksam blockierten stationären Position mit Nullabtrieb
seitens der Lastschaltgetriebeeinheit 10.As that of the power control unit 21 according to 13 between the first bevel gear 5 and the annular pinion carrier 13 with 2: 1 given drive ratio, remain as a result, the second bevel gear 14 and the differential side gears 16 and 17 in an effectively blocked stationary position with zero output by the power transmission unit 10 ,
ANTRIEBSVERHÄLTNIS 3
: 1DRIVE RATIO 3
: 1
Wenn
das erste Kegelrad 5 um dreißig Zähne um eine Umdrehung vorwärts gedreht
wird und der ringförmige
Ritzelträger 13 um
ein Drittel einer Umdrehung in derselben Richtung un die Achse A-A gedreht
wird, dreht sich jedes Umlaufkegelritzel 7 in entgegengesetzter
Richtung um zwanzig Zähne nach
hinten, wobei sie eine gleichwertige Strecke von zehn Zähnen um
das zweite Kegelrad 14 zurücklegen. Daher drehen sich
das zweite Kegelrad 14 und der Differentialrahmen 20 um
zehn Zähne
bzw. ein Drittel in Rückwärtsrichtung.
Wie oben beschrieben, ermöglicht
die Differentialgetriebebaugruppe 9 eine normale Fahrzeugdifferentialwirkung
zwischen zwei (nicht gezeigten) Antriebsrädern.If the first bevel gear 5 is rotated by thirty teeth forward by one turn and the annular pinion carrier 13 rotated one-third of a revolution in the same direction and the axis AA, rotates each bevel pinion 7 in the opposite direction by twenty teeth to the rear, taking an equivalent distance of ten teeth around the second bevel gear 14 return. Therefore, the second bevel gear rotate 14 and the differential frame 20 ten teeth or one third in the backward direction. As described above, the differential gear assembly allows 9 a normal vehicle differential action between two drive wheels (not shown).
Bei
einem Antriebsverhältnis
von 3 : 1 zwischen dem ersten Kegelrad 5 und dem ringförmigen Ritzelträger 13 drehen
sich infolgedessen das zweite Kegelrad 14 und der Differentialrahmen 20 um
ein Drittel einer Umdrehung in Rückwärtsrichtung
um die Achse A-A.With a drive ratio of 3: 1 between the first bevel gear 5 and the annular pinion carrier 13 As a result, the second bevel gear rotate 14 and the differential frame 20 by a third of a revolution in the reverse direction about the axis AA.
Es
sei darauf hingewiesen, daß sich
Overdrive durch ein Antriebsverhältnis
von weniger als Eins erreichen läßt. Im Hinblick
auf die obige Beschreibung sei darauf hingewiesen, daß die Ausführungsbeispiele
der integrierten Lastschaltgetriebeeinheit der vorliegenden Erfindung
eine kompakte, einstückige Kombination
eines kontinuierlich variablen Getriebes mit einem herkömmlichen
Fahrzeugdifferential vorsehen, die für die Verwendung in Fahrzeugantriebssträngen verwendbar
ist, und zwar insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, in
Fahrzeugantriebssträngen,
aber auch bei Fahrzeugen mit Vorderradantrieb, wobei sie bei Fahrzeugen
mit Vierradantrieb, Lastkraftwagen und Traktoren zwischen den Achsen
angebracht ist und wobei Schaltgetriebe entfallen und mit der Erfindung
durch Hinterradantriebsdifferentialbaugruppen in Fahrzeugen, Lastkraftwagen
und Traktoren ersetzt werden. Insbesondere machen die Ausführungsbeispiele
des Getriebes der vorliegenden Erfindung es möglich, daß zwei Fahrzeugantriebsräder differentiell
mit kontinuierlich variablen Drehzahlen oder Vorder- und Hinterachsen
differentiell angetrieben werden.It
it should be noted that
Overdrive through a drive ratio
of less than one. In terms of
to the above description, it should be noted that the embodiments
the integrated power transmission unit of the present invention
a compact, one-piece combination
a continuously variable transmission with a conventional one
Provide vehicle differential, which is suitable for use in vehicle drive trains
is, in particular, but not exclusively, in
Vehicle drive trains,
but also for vehicles with front-wheel drive, where they are in vehicles
with four-wheel drive, trucks and tractors between the axles
is mounted and wherein gearbox omitted and with the invention
by rear differential drive assemblies in vehicles, trucks
and tractors are replaced. In particular, the embodiments make
In the transmission of the present invention, it is possible for two vehicle drive wheels to be differential
with continuously variable speeds or front and rear axles
be driven differentially.
Wie
in den beigefügten 8, 9 und 13 gezeigt,
umfaßt
ein Fahrzeugantriebsstrang gemäß den bevorzugten
Ausführungsbeispielen
des zweiten Aspekts der Erfindung im allgemeinen eine einstückige Integration
einer singulären
Leistungsantriebseinheit, die mit einer differentiellen hydraulisch/mechanischen
Reaktionsleistungssteuereinheit 21 und der Lastschaltgetriebeeinheit 10 verbunden
ist, wobei ihre Integration und Kombination oben beschrieben ist.As in the attached 8th . 9 and 13 In general, a vehicle powertrain according to the preferred embodiments of the second aspect of the invention generally includes integral integration of a singular power drive unit having a differential hydraulic / mechanical reaction power control unit 21 and the power transmission unit 10 with their integration and combination described above.
In 14 sind
eine Getriebeeinheit 10 mit einer auf das Drehmoment reagierenden
hydraulisch/mechanischen Sekundärleistungsantriebszweigeinheit 21 mit
differentieller Verdrängung
und variabler Drehzahl sowie eine Mikroprozessorsteuereinheit 45 gezeigt.
Im folgenden werden diese Bauteile detaillierter beschrieben, wobei
verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele
erläutert
werden.In 14 are a gear unit 10 with a torque responsive secondary hydraulic / mechanical power branch unit 21 with differential displacement and variable speed and a microprocessor control unit 45 shown. In the following, these components will be described in more detail, with various preferred embodiments will be explained.
In
der folgenden Beschreibung wird auf die vorstehende detaillierte
Beschreibung der Konstruktion, Anordnung und Funktionsweise der
verschiedenen Bauteile der Lastschaltgetriebeeinheit 10 Bezug genommen.In the following description, reference is made to the above detailed description of the construction, arrangement and operation of the various components of the power transmission unit 10 Referenced.
In
den in 14 dargestellten Ausführungsbeispielen
besteht das Triebwerk 44 aus einem Verbrennungsmotor, wobei
alternativ jede ähnliche
oder unähnliche
Kombination beliebiger Motortypen aus dem herkömmlichen Verbrennungsmotorenbereich – einschließlich des
Ottomotors, des Dieselmotors, des Turbomotors, des ausgewuchteten
Drehkolbenmotors, des Gasturbinenmotors oder herkömmlicher Elektromotortypen,
Elektromotoren mit einer Versorgung durch Brennstoffzellen, elektrischer
und/oder mechanischer Schwungräder – verwendet
werden kann. Otto- und Dieselverbrennungsmotoren sind bevorzugt,
da sie bestehende Technologien bei relativ niedrigen Herstellungskosten
repräsentieren.
Bei dem in 14 dargestellten Ausführungsbeispiel weist
das Triebwerk 44 ein Otto- oder Dieselmotortriebwerk auf.In the in 14 illustrated embodiments, the engine 44 from an internal combustion engine, alternatively any similar or dissimilar combination of any engine types from the conventional internal combustion engine sector - including the gasoline engine, the diesel engine, the turbo engine, the balanced rotary engine, the gas turbine engine or conventional types of electric motors, electric motors powered by fuel cells, electrical and / or mechanical Flywheels - can be used. Petrol and diesel internal combustion engines are preferred because they represent existing technologies at relatively low manufacturing costs. At the in 14 illustrated embodiment, the engine 44 a gasoline or diesel engine on.
Zweckmäßigerweise
ist die differentielle hydraulisch/mechanische Leistungssteuereinheit 21 so angeordnet,
daß sie
den Antrieb über
ein passendes Zahnrad, Kette oder Riemen von der Kurbelwelle im hinteren
Bereich des Motors zu einem Zahn- oder Kettenrad 20 überträgt und den
Primär-
und Sekundärleistungsantriebszweig
zum Mittelpunkt des Motors/Triebwerks 44 und über Zahnräder oder
Ketten oder Riemen von dem Primär-
und Sekundärantrieb der
Leistungssteuereinheit 21 an A und B an die Antriebszahn-
oder -kettenräder 42 und 43 der
Lastschaltgetriebeeinheit 10 überträgt, welche in bezug auf den
quer angeordneten Motor 44 zentral an einer Position angeordnet
ist, die für
Vorderradantriebsanwendungen am besten geeignet ist, wobei die Halbachsen 18 und 19 sich
in der geeigneten Position zum Verbinden von Standardvorderradantriebswellen
mit den Vorderrädern
befinden.Conveniently, the differential hydraulic / mechanical power control unit 21 arranged to drive via a matching gear, chain or belt from the crankshaft in the rear of the engine to a toothed or sprocket 20 transmits and the primary and secondary power drive branch to the center of the engine / engine 44 and via gears or chains or belts from the primary and secondary drive the power control unit 21 at A and B to the drive tooth or sprockets 42 and 43 the power transmission unit 10 transmits which with respect to the transverse engine 44 is centrally located at a position that is best suited for front-wheel drive applications, wherein the semi-axes 18 and 19 are in the proper position for connecting standard front wheel drive shafts to the front wheels.
Das
Gehäuse
der Leistungssteuereinheit 21 und das Lastschaltgetriebe 10 sind
ebenfalls zweckmäßig so angeordnet,
daß sie
leicht an dem Motor 44 angebracht oder von diesem entfernt
werden können.The housing of the power control unit 21 and the powershift transmission 10 are also conveniently arranged so that they easily on the engine 44 can be attached or removed from this.
15 stellt
ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel
des in den 9 und 10 dargestellten Fahrzeugantriebsstrangs 46 dar,
bei dem das zweite Kegelrad 14 der Lastschaltgetriebeeinheit 10 nicht wirkungsmäßig mit
einer inneren Differentialgetriebebaugruppe verbunden ist, das heißt, die
Lastschaltgetriebeeinheit 10 weist nur das Hauptgetriebe 11 auf,
ist statt dessen jedoch mit einer Antriebswelle 47 wirkungsmäßig verbunden.
Das vereinfachte Ausführungsbeispiel
des in 15 dargestellten Fahrzeugantriebsstrangs 46 verwendet
vorteilhafterweise Ottomotoren, Dieselmotoren, Turbomotoren, ausgewuchtete
Drehkolbenmotoren oder Gasturbinenmotoren und ist derart ausgebildet,
daß es
bei Fahrzeugen mit Vorderrad- und/oder Hinterradantrieb verwendet
werden kann, wobei die Antriebswelle 47 mit einer einzigen
herkömmlichen
Fahrzeugdifferentialgetriebebaugruppe wirkungsmäßig verbunden ist. Alternativ
kann der in 15 dargestellte Fahrzeugantriebsstrang 47 in
Fahrzeugen mit Vierradantrieb zwischen den Achsen montiert sein,
wobei die Antriebswelle 47 mit vorderen und hinteren herkömmlichen Vierradantriebsdifferentialschaltgetriebebaugruppen wirkungsmäßig verbunden
ist. 15 provides a simplified embodiment of the in the 9 and 10 illustrated vehicle drive train 46 in which the second bevel gear 14 the power transmission unit 10 is not operatively connected to an inner differential gear assembly, that is, the power transmission unit 10 only has the main gearbox 11 but instead is with a drive shaft 47 operatively connected. The simplified embodiment of the in 15 illustrated vehicle drive train 46 advantageously uses gasoline engines, diesel engines, turbo engines, balanced rotary engines or gas turbine engines and is designed so that it can be used in vehicles with front-wheel and / or rear-wheel drive, wherein the drive shaft 47 is operatively connected to a single conventional vehicle differential gear assembly. Alternatively, the in 15 illustrated vehicle drive train 47 be mounted in vehicles with four-wheel drive between the axles, the drive shaft 47 is operatively connected to front and rear conventional four-wheel drive differential gear assemblies.
Die
in 14 gezeigte Mikroprozessorsteuereinheit 45 weist
eine Eingabevorrichtung zum Empfang eines Befehlseingangs von dem
Fahrzeugführer
und mehrere (nicht gezeigte) Eingangs/Ausgangs-Interface-Vorrichtungen
auf, die für
eine Rückkopplungsschleifensteuerung
der Leistungsparameter des Fahrzeugantriebsstrangs sorgen. Vorzugsweise
weisen die mehreren (nicht gezeigten) Eingangs/Ausgangs-Interface-Vorrichtungen
eine Vielzahl von Hochleistungssensoren zum Überwachen, Analysieren und
Senden von Daten bezüglich
der Leistungsparameter des Antriebsstrangs auf. Vorteilhafterweise
umfassen die Leistungsparameter die Last auf den Motor 44,
die jeweiligen Drehzahlen der beiden Primär- und Sekundärleistungsabtriebszahnräder oder
-kettenräder 42, 43,
die Last auf der Leistungssteuereinheit einschließlich des
Hydraulikdrucks und der Drehzahl, die jeweilige Last auf den beiden
Halbachsen 18 und 19 und die jeweiligen Drehzahlen
der beiden Halbachsen 18 und 19. Vorzugsweise
umfassen die kontinuierlich von der Mikroprozessorsteuereinheit 45 gesteuerten
Leistungsparameter ferner Leistungsparameter, die spezifisch für die den
Fahrzeugantriebsstrang aufweisende(n) Leistungseinheit(en) sind.In the 14 shown microprocessor control unit 45 has an input device for receiving a command input from the driver and a plurality of input / output interface devices (not shown) providing feedback loop control of the vehicle powertrain performance parameters. Preferably, the plurality of input / output interface devices (not shown) include a plurality of high performance sensors for monitoring, analyzing, and transmitting data regarding powertrain performance parameters. Advantageously, the performance parameters include the load on the engine 44 , the respective speeds of the two primary and Sekundärleistungsabtriebszahnräder or -kettenräder 42 . 43 , the load on the power control unit including the hydraulic pressure and the speed, the respective load on the two half-axles 18 and 19 and the respective speeds of the two half-axes 18 and 19 , Preferably, they include continuously from the microprocessor control unit 45 controlled performance parameters and performance parameters specific to the power unit (s) having the vehicle driveline.
Im
Gebrauch sieht die Mikroprozessorsteuereinheit 45 vorteilhafterweise
eine Rückkopplungsschleifensteuerung
zum kontinuierlichen Überwachen,
Analysieren und synergistischen Einstellen der Leistungsparameter
in Reaktion auf den Befehlseingang seitens des Fahrers vor. Während des
Starts des Motors 44 steuert die Mikroprozessorsteuereinheit 45 zweckmäßigerweise
die auskuppelnde Rutschkupplung und/oder die winklige Ausrichtung der
in 12 gezeigten Taumelscheibe, so daß der Sekundärleistungsantriebszweig
sich in einem Verhältnis
von 2 : 1 in bezug auf den Primärantriebszweig
befindet, wobei gewährleistet
ist, daß das
Abtriebskegelrad 14 des Hauptgetriebes 11 beim
Start oder einer geparkten Sicherheitsposition in einer stationären dynamisch
blockierten Position bleibt.In use, the microprocessor control unit sees 45 advantageously, a feedback loop controller for continuously monitoring, analyzing, and synergistically adjusting the performance parameters in response to the driver's command input. During the engine start 44 controls the microprocessor control unit 45 expediently the disengaging slip clutch and / or the angular orientation of in 12 shown swash plate, so that the secondary power drive branch is in a ratio of 2: 1 with respect to the primary drive branch, it being ensured that the driven bevel 14 of the main gearbox 11 at startup or a parked safety position remains in a stationary dynamically locked position.
Das
heißt,
daß die
Mikroprozessorsteuereinheit 45 beim Starten nur die jeweilige
Leistungsabtriebswelle des Motors 44 mit dem ersten Zahnrad 20 der
Steuereinheit 21 verbindet, wenn das Verhältnis der
Drehzahlen zwischen dem Leistungsabtriebszahnrad 42 und 43 2
: 1 ist.That is, the microprocessor control unit 45 when starting only the respective power output shaft of the engine 44 with the first gear 20 the control unit 21 connects when the ratio of rotational speeds between the power take-off gear 42 and 43 2: 1 is.
Aus
der vorstehenden Beschreibung der Funktionsweise der Lastschaltgetriebeeinheiten 21 und 10 geht
hervor, daß jedes
der Differentialseitenzahnräder 16 und 17 der
Lastschaltgetriebeeinheit 10 auf diese Weise in einer sicheren
stationären
Position bei einer Drehzahl von Null formschlüssig blockiert ist. Es sei
darauf hingewiesen, daß in
den meisten Anwendungsfällen
zur Erhöhung
des Sicherheitsniveaus eine manuell betätigte Freilaufkupplung vorgesehen
ist. Aus der vorstehenden Beschreibung der Funktionsweise der Lastschaltgetriebeeinheiten 21 und 10 geht
ebenfalls hervor, daß die
Mikroprozessorsteuereinheit 45 in Reaktion auf einen anschließenden Befehlseingang,
z.B. vom Fahrzeugführer,
den Betrieb des Motors 44 und der Leistungssteuereinheit 21 zweckmäßig steuert,
um die relativen Drehzahlen der Leistungsabtriebszahnräder 23 und 30 so
einzustellen, daß die
Differentialseitenzahnräder 5 und 14 der
Lastschaltgetriebeeinheit 10 und damit die beiden Halbachsen 18 und 19 und
die beiden (nicht gezeigten) Antriebsräder sich in einer gewünschten
Richtung mit einer gewünschten
Drehzahl drehen. Während
des Betriebs des Fahrzeugantriebsstrangs 21 und 10 reagiert
die Mikroprozessorsteuereinheit 45 adaptiv auf einen Befehlseingang und/oder
Analysen der Daten bezüglich
der Leistungsparameter und steuert die endgültige Abtriebsdrehzahl und
Leistung des Fahrzeugantriebsstrangs 48 kontinuierlich,
um betriebliche Anforderungen zu erfüllen, indem die Leistungsparameter,
einschließlich
der relativen Drehzahlen der beiden Primär- und Sekundärleistungsantriebszweige
bei A und B und der Steuerung der reaktiven Last zwischen den beiden
Antriebszweigen 23 und 30 bei A und B, synergistisch
eingestellt werden.From the above description of the operation of the powershift transmission units 21 and 10 shows that each of the differential side gears 16 and 17 the power transmission unit 10 is positively locked in this way in a secure stationary position at a speed of zero. It should be noted that in most applications to increase the safety level, a manually operated overrunning clutch is provided. From the above description of the operation of the powershift transmission units 21 and 10 also shows that the microprocessor control unit 45 in response to a subsequent command input, eg from the driver, the operation of the engine 44 and the power control unit 21 appropriately controls the relative speeds of the power take-off gears 23 and 30 adjust so that the differential side gears 5 and 14 the power transmission unit 10 and thus the two half-axes 18 and 19 and the two drive wheels (not shown) rotate in a desired direction at a desired speed. During operation of the vehicle powertrain 21 and 10 the microprocessor control unit responds 45 adaptive to a command input and / or analysis of the data related to the performance parameters and controls the final output speed and power of the vehicle driveline 48 continuously to meet operational requirements satisfy the performance parameters, including the relative speeds of the two primary and secondary power drive branches at A and B, and the reactive load control between the two drive branches 23 and 30 at A and B, be set synergistically.
Vorteilhafterweise
ist die Mikroprozessorsteuereinheit 45 mit einem Leistungsalgorithmus
programmierbar, so daß sie
die gesteuerten Leistungsparameter kontinuierlich synergistisch
entsprechend dem Algorithmus einstellt, um die Leistung des Fahrzeugantriebsstrangs 48 zu
optimieren. Die Mikroprozessorsteuereinheit 45 kann beispielsweise
auf die Optimierung der Effizienz des Fahrzeugantriebsstrangs 48 programmiert
sein, wobei die Mikroprozessorsteuereinheit 45 in diesem
Falle in Reaktion auf den Befehlseingang die jeweiligen Leistungsparameter
der Primär-
und der Sekundärleistungsantriebszweige
kontinuierlich überwachen,
analysieren und synergistisch einstellen würde, um die Effizienz des Motors 44 innerhalb
von Spitzenbereichen beizubehalten, während sie gleichzeitig die
Lastverteilung zwischen dem Primär-
und Sekundärantriebszweig der
Leistungssteuereinheit 21 kontinuierlich überwachte
und einstellte, um die endgültige
Abtriebsdrehzahl und Leistung der Lastschaltgetriebeeinheit 10 zur
Erfüllung
betrieblicher Anforderungen synergistisch zu steuern. An sich können Gesamtmotornutzeffekte über eine
breite Spanne unterschiedlicher Betriebsbedingungen erreicht werden.
Somit sei darauf hingewiesen, daß bei Verbrennungsmotoren verwendenden
Ausführungsformen
bedeutende Verbesserungen hinsichtlich der Kraftstoffersparnis und entsprechend
bedeutende Verringerungen bei der Emission von Abgasen erzielt werden
können.Advantageously, the microprocessor control unit 45 programmable with a performance algorithm so that it continuously adjusts the controlled performance parameters synergistically according to the algorithm to match the performance of the vehicle powertrain 48 to optimize. The microprocessor control unit 45 for example, to optimize the efficiency of the vehicle powertrain 48 be programmed, the microprocessor control unit 45 In this case, in response to the command input, the respective performance parameters of the primary and secondary power drive branches would be continuously monitored, analyzed, and synergistically adjusted to increase the efficiency of the engine 44 while maintaining the load distribution between the primary and secondary drive branches of the power control unit 21 continuously monitored and adjusted to the final output speed and power of the power transmission unit 10 to synergistically manage to meet operational requirements. As such, overall engine benefits can be achieved over a wide range of different operating conditions. Thus, it should be noted that significant improvements in fuel economy and correspondingly significant reductions in emissions of exhaust gases can be achieved in embodiments employing internal combustion engines.
Wenn
das Triebwerk beispielsweise ein Verbrennungskolbenmotor (wie in
dem in 14 dargestellten Ausführungsbeispiel)
ist, umfassen die kontinuierlich von der Mikroprozessorsteuereinheit
gesteuerten Leistungsparameter ferner vorteilhafterweise Parameter,
die spezifisch für
den Verbrennungskolbenmotor sind, wie beispielsweise Ladedruck,
Motordrehmoment, Motordrehzahl, Kraftstoffgemisch, Zündungseinstellung,
Ventileinstellung, variable Ansaugstutzengeometrie, Verbrennungskammerbedingungen,
Verdichtungsverhältnis
und Abgaschemie.For example, if the engine is a combustion piston engine (as in the in 14 In addition, the performance parameters continuously controlled by the microprocessor control unit advantageously include parameters specific to the internal combustion engine, such as boost pressure, engine torque, engine speed, fuel mixture, spark timing, valve timing, variable intake manifold geometry, combustion chamber conditions, compression ratio, and exhaust chemistry.
Über das
gesamte Spektrum von Drehzahl- und Energieanforderungen für Fahrzeuge,
Lastkraftwagen und Traktoren können
optimale Betriebsbedingungen in Echtzeit aufrechterhalten werden,
wobei die Verschmutzung minimal und die Kraftstoffeffizienz maximal
ist, indem die Funktion eines stufenlosen Getriebes mit variabler
Drehzahl gegeben ist, das die genaue erforderliche Fahrzeuggeschwindigkeit
liefert, während
die optimale Kraftstoff-Luft-Verbrennungsrate
beibehalten wird, indem die Motordrehzahl und die Primär- und Sekundärleistungsabtriebsdrehzahlen
der Leistungssteuereinheit 21 in bezug zueinander variiert
und indem die Kraftstoff-Luft-Verhältnisse variiert werden.Optimum operating conditions can be maintained in real time across the full range of speed and power requirements for vehicles, trucks and tractors, minimizing fouling and maximizing fuel efficiency by providing the function of a variable speed continuously variable transmission providing the exact vehicle speed required while maintaining the optimum fuel-air burn rate by maintaining the engine speed and the primary and secondary power output speeds of the power control unit 21 varies with respect to each other and by varying the fuel-air ratios.
In
Anbetracht der obigen Beschreibung sei darauf hingewiesen, daß Ausführungsbeispiele
des Fahrzeugantriebsstrangs der vorliegenden Erfindung einen kompakten,
adaptiv gesteuerten Fahrzeugantriebsstrang vorsehen, der insbesondere
für Anwendungsfälle geeignet
ist, bei denen Gewicht und Größe kritisch
sind, wie beispielsweise bei kleinen und mittelgroßen Fahrzeugen
mit Vorderradantrieb.In
In view of the above description, it should be noted that embodiments
of the vehicle powertrain of the present invention has a compact,
provide adaptively controlled vehicle powertrain, in particular
suitable for applications
is where weight and size are critical
are, as for example in small and medium-sized vehicles
with front wheel drive.
Im
Hinblick auf die beiden Antriebsmittel des Hauptgetriebes 11 und
die Differentialschaltgetriebebaugruppe 9, die zur Bildung
der Lastschaltgetriebeeinheit 10 kombiniert sind, verkörpert 16 dieselben
Prinzipien, wie sie in 9 beschrieben sind. Die zwischen
dem Kegelrad 5, das direkt von dem Primärleistungsantriebszweig getrieben
wird, und dem ringförmigen
Ritzelträger 13 erforderliche
Drehzahlveränderung
entwickelt sich genauso und steuert dieselben Reaktionskräfte wie
in den 4, 5, 6 und 7 beschrieben.With regard to the two drive means of the main transmission 11 and the differential gear assembly 9 for forming the power transmission unit 10 combined, embodied 16 the same principles as in 9 are described. The between the bevel gear 5 driven directly by the primary power drive branch and the annular pinion carrier 13 required speed change develops in the same way and controls the same reaction forces as in the 4 . 5 . 6 and 7 described.
16 zeigt
eine kompakte vereinheitlichte Kombination aus der Leistungssteuereinheit 21 der Erfindung
und der Lastschaltgetriebeeinheit 10, die durch differentielle
Verschiebung sowohl die Drehzahlveränderung als auch die oben erläuterten
Reaktionskräfte
steuert. An dem Primärleistungsantriebskettenrad
oder -riemenscheibe 42 ist eine Kurvenbahn 49(a) befestigt,
und die ringförmige
Kurvenbahn ist an einer Kommutatorplatte 50 befestigt,
die zwei nierenförmige
Kommutatorschlitze 51 und 52 aufweist, die sich
nahezu um 180° radial
zu beiden Seiten der kreisförmigen
Kommutatorplatte ausbreiten, wobei zwischen den einander gegenüberliegenden
halbkreisförmigen
Kommutatorschlitzen ein ausreichender Abstand vorgesehen ist, um
eine Bewegung des Hydrauliköls
von der Hochdruckseite zu der Niederdruckseite zu verhindern, wobei
dieser Druck anstehende Kräfte,
die in den 4, 5, 6 und 7 beschrieben
sind, verändert.
Die in 16 gezeigten Kommutatorschlitze 51 und 52 sind
jeweils permanent fixiert, so daß sie mit der Nockenplatte 49(a), 49(b) ausgerichtet
sind, so daß der
höchste Teil
der kreisförmigen
Kurvenbahn 49(b) sich an dem Teilungspunkt der beiden halbkreisförmigen Kommutatorschlitze 51 und 52 befindet.
Aufgrund dessen drehen sich, ungeachtet der Drehung des Primärantriebsketten-
oder -zahnrads, an dem die Kurvenbahn 49(a), 49(b) befestigt
ist, die Kommutatorventilplatte 50 und die Kommutatorschlitze 51 und 52 auch mit
der Kurvenbahn, um eine dauerhafte Ausrichtung der Kurvenbahn und
Kommutatorplatte zur Aufnahme und Freigabe von Hydraulikfluid zu
gewährleisten,
da die Kolbendrehgruppe 53 sich dadurch differentiell dreht,
wenn hinter dem Kolben 54 in dem Zylinder 55 Hydraulikfluid
oder -öl
eingeschlossen ist. Die Reaktionskraft gegen die Kurvenbahn 49(a), 49(b) bewirkt,
daß die
Kolbendrehgruppe sich zusammen mit dem Primärleistungsantriebszahnrad oder
-kettenrad 42 dreht. Die Kolbendrehgruppe ist an dem ringförmigen Ritzelträger 13 angebracht,
der innen angeordnete Umlaufkegelritzel 7 drehbar abstützt, die
eine Abtriebsdrehzahlveränderung
und Drehmomentkräfte
bewirken, welche auf zuvor beschriebene Weise durch die Drehkolbengruppe 53 eingegrenzt
werden. 16 shows a compact unified combination of the power control unit 21 the invention and the power transmission unit 10 which controls by differential displacement both the speed change and the above-described reaction forces. At the primary power drive sprocket or pulley 42 is a curved track 49 (a) attached, and the annular cam track is on a Kommutatorplatte 50 attached, the two kidney-shaped commutator slots 51 and 52 which extends nearly 180 ° radially on both sides of the circular commutator plate, with sufficient clearance between the opposed semicircular commutator slots to prevent movement of the hydraulic oil from the high pressure side to the low pressure side, said pressure being applied forces, in the 4 . 5 . 6 and 7 described, changed. In the 16 shown commutator slots 51 and 52 are each permanently fixed so that they with the cam plate 49 (a) . 49 (b) are aligned so that the highest part of the circular curved path 49 (b) at the dividing point of the two semicircular commutator slots 51 and 52 located. Because of this, regardless of the rotation of the primary drive chain or gear, the cam track rotates thereon 49 (a) . 49 (b) is attached, the commutator valve plate 50 and the commutator slots 51 and 52 also with the cam track to ensure a permanent alignment of the cam track and commutator plate for receiving and releasing hydraulic fluid, as the piston rotating group 53 This turns differentially when behind the piston 54 in the cy soothing 55 Hydraulic fluid or oil is included. The reaction force against the curved path 49 (a) . 49 (b) causing the piston rotating assembly to coincide with the primary power drive gear or sprocket 42 rotates. The piston rotating group is on the annular pinion carrier 13 attached, the inside arranged bevel pinion 7 rotatably supported, which cause an output speed change and torque forces, which in the manner previously described by the lobe group 53 be limited.
Zur
Steuerung der beiden halbkreisförmigen Kommutatorschlitze,
die entweder ein Schlitz oder eine Reihe kreisförmiger Löcher in einer Kurvenbahn sind,
die auch mit einem schmalen zentralen Schlitz verbunden sein können, ist
es notwendig, den Hochdruckkommutatorschlitz von der Niederdruckseite
zu trennen, und da die Kommutatorschlitze 51 und 52 sich
ebenfalls differentiell drehen, ist an Port A ein stationärer Kommutatorgang
und an Port B ein Gang 57 notwendig, die relativ zur Achse
AA gegeneinander versetzt sind. Dadurch bleiben die Schlitze 51 und 52 stets
nahe ihren jeweiligen Hoch- und Niederdruckports, obwohl die Kolbendrehgruppenzylinderölgänge 51 und 52 differentiell über die
Kommutatorplatte gedreht werden.In order to control the two semicircular commutator slots, which are either a slot or a series of circular holes in a cam track which may also be connected to a narrow central slot, it is necessary to disconnect the high pressure commutator slot from the low pressure side and the commutator slots 51 and 52 also turn differentially, is a stationary Kommutatorgang Port A and a port on Port B. 57 necessary, which are offset relative to the axis AA against each other. This leaves the slots 51 and 52 always close to their respective high and low pressure ports, although the piston rotary cylinder oil passages 51 and 52 be rotated differentially over the commutator plate.
Die
Vorteile der Erfindung gemäß der Beschreibung
in 16 bestehen darin, daß die differentielle Steuerung
der erforderlichen Veränderung der
Leistungsantriebsdrehzahlen zwischen den Primär- und Sekundärleistungsantriebszweigen
und die Steuerung der interaktiven Kräfte in einer kompakten integrierten
Einheit erzielt wird, die als Ersatz für das Differential an den gegenwärtigen Positionen
aller Fahrzeuge, Lastkraftwagen und Traktoren oder beliebiger derartiger
Maschinen, die normalerweise einen Vorwärts- und Rückwärtsgang, variable Drehzahlen und
Differentialwirkung erfordern, geeignet ist und ferner das Weglassen
des Schaltgetriebes ermöglicht.The advantages of the invention as described in 16 consist in that the differential control of the required change in the power drive speeds between the primary and secondary power drive branches and the control of the interactive forces is achieved in a compact integrated unit which replaces the differential at the current positions of all vehicles, trucks and tractors or any Such machines, which normally require a forward and reverse gear, variable speeds and differential action, is suitable and also allows the omission of the gearbox.
Die
vollständige
integrierte Einheit gemäß der Beschreibung
in 16 ist ein differentielles reaktives hydraulisch/mechanisches
Triebwerk 58, das in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt ist,
wobei der Reaktionsmechanismus zur Steuerung der Kräfte in dem
Sekundärleistungsantriebszweig
ein Kolben ist, der mit einer Kugel ausgestattet ist, die auf einer kreisförmigen konkaven
Kurvenbahn läuft.
Es besteht die Absicht, auch andere, Kolben verwendende Ausführungsformen
zu verwenden, wobei diese mit Kolbenringen und Rollen ausgestattet
sein können, die
am Ende der Kolben mittels eines Lagers und einer Welle angebracht
sind, um die die Rollen sich frei drehen können und an einer in geeigneter
Weise profilierten Kurvenbahn angreifen. Diese Anordnung kann auch
mit Seitenrollen ausgestattet sein, um die Übertragung von hohen Drehmomentkräften auf
die Kolben zu verhindern. Ein Ausführungsbeispiel ist später in 23 und
ein weiteres Ausführungsbeispiel
in 24 gezeigt.The complete integrated unit as described in 16 is a differential reactive hydraulic / mechanical engine 58 shown in this embodiment, wherein the reaction mechanism for controlling the forces in the secondary power drive branch is a piston equipped with a ball running on a circular concave cam track. It is intended to use other embodiments using pistons as well, which may be equipped with piston rings and rollers mounted at the end of the pistons by means of a bearing and a shaft about which the rollers are free to rotate and to one in Appropriately profiled cam track attack. This arrangement may also be equipped with side rollers to prevent the transmission of high torque forces to the pistons. An embodiment is later in 23 and another embodiment in 24 shown.
Die
Erfindung gemäß der Beschreibung
in 16 umfaßt
eine äußere hydraulische
gesteuerte Differentialleistungssteuereinheit mit einer mittleren Hauptlastschaltgetriebeeinheit 11 und
einem inneren Antriebsdifferential 9.The invention as described in 16 comprises an external hydraulic controlled differential power control unit having a central main power transmission unit 11 and an internal drive differential 9 ,
Ferner
sei darauf hingewiesen, daß der
Differentialträger
sich im Falle der Anwendung bei Fahrzeugen normalerweise in einem
Verhältnis
von ungefähr
4 : 1 zu der Motordrehzahl dreht. Aus diesem Grunde dreht sich die
Erfindung eines vereinheitlichten differentiellen reaktiven hydraulisch/mechanischen
Lastschaltgetriebes 58 der langen Lebensdauer und Haltbarkeit
aller Bauteile halber bei voller Motordrehzahl von etwa 4000 U/min
nur mit 1000 U/min.It should also be noted that in case of application to vehicles, the differential carrier normally rotates in a ratio of approximately 4: 1 to the engine speed. For this reason, the invention of a unified differential reactive hydraulic / mechanical power shift transmission rotates 58 The long life and durability of all components half at full engine speed of about 4000 rev / min only 1000 rev / min.
Indem
die Drehkolbengruppe 53 am Außenumfang angeordnet wird,
gewährleistet
sie ein hohes Drehmoment bei geringer Drehzahl und garantiert außerdem,
daß die
Breite zwischen den Halbachsen 18, 19 zur Montage zwischen
den Vorderrädern
in einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb auf einem Minimum gehalten
ist oder ohne die Halbachsen im normalen Raum und normalen Achsen
als Ersatz für
das Standarddifferential in Fahrzeugen, Lastkraftwagen und Traktoren,
wobei dann ein stufenloses reaktives Getriebe einstückig mit
einer Mikroprozessorsteuereinrichtung in der beschriebenen Form
vorgesehen ist.By the lobe group 53 is placed on the outer circumference, it ensures high torque at low speed and also guarantees that the width between the semi-axes 18 . 19 for mounting between the front wheels in a front-wheel-drive vehicle to a minimum or without the semi-axles in normal space and normal axles as a replacement for the standard differential in vehicles, trucks and tractors, then a continuously variable transmission integral with a microprocessor control device in the described Form is provided.
In 16 sind
die Drehzahl- und Reaktionskräfte
beschrieben worden, die darin gipfeln, daß die Steuerung durch den Hydraulikfluiddruck
und die Strömungsrate
an Port A 56 und Port B 57 beeinflußt wird. In 17 ist
der Primärleistungsantrieb
des Triebwerks mit einem Ketten- oder Zahnrad 20 in Eingriff,
das seinerseits in ein Ketten- oder Zahnrad 42 eingreift,
wobei das Zahnrad 20 an einer Welle 62 angebracht
ist, die von Lagern 63 abgestützt ist und ihrerseits eine
Schrägachsenhydraulikverstellpumpe 69 antreibt,
die ihrerseits über
den Port A 60 und den Port B 61 Hydraulikfluid ausgibt und empfängt.In 16 have been described the speed and reaction forces, which culminate in that the control by the hydraulic fluid pressure and the flow rate at port A 56 and port B 57 is affected. In 17 is the primary power drive of the engine with a chain or gear 20 engaged, in turn, in a chain or gear 42 engages the gear 20 on a wave 62 attached to the camps 63 supported and in turn a Schrägachsenhydraulikverstellpumpe 69 which, in turn, outputs and receives hydraulic fluid via Port A 60 and Port B 61.
Die Öffnung 64 der
Schrägachsenhydraulikverstellpumpe
wird von Null auf Maximalströmung über die
Drehung der Steuerschraube 65 gesteuert, die ihrerseits
kontinuierlich von dem Motor 66 gesteuert wird, der durch
einen Befehl von der in 14 gezeigten
Mikroprozessorsteuereinheit bewegt wird. Wenn die Ports 60, 61 der
Schrägachsenaxialkolbenhydraulikverstellpumpe
in geeigneter Weise mit den Ports 67, 68 in dem
kombinierten differentiellen reaktiven hydraulisch/mechanischen
Lastschaltgetriebe 58 verbunden sind, kann die Steuerung
der Reaktionskräfte
und Drehzahl der Kolbendrehgruppe 53 in der zuvor beschriebenen
Weise durchgeführt
werden.The opening 64 the sloping axis hydraulic variable pump goes from zero to maximum flow via the rotation of the control screw 65 controlled, in turn, continuously from the engine 66 controlled by a command from the in 14 shown microprocessor control unit is moved. If the ports 60 . 61 the Schrägachsenaxialkolbenhydraulikverstellpumpe in a suitable manner with the ports 67 . 68 in the combined differential reactive hydraulic / mechanical power shift transmission 58 The control of the reaction forces and speed of the piston rotation group can be connected 53 performed in the manner described above who the.
Die
Erfindung gemäß der Beschreibung
in 17 kann auch mit der Schrägachsenaxialkolbenverstellpumpeneinheit 69 verwendet
werden, die wirkungsmäßig mit
einer ähnlichen
Anordnung einer an einer Kommutatorplatte 50 befestigten
Kurvenbahn 49 verbunden und so gelagert ist, daß sie sich
um eine Welle an der Achse A-A dreht, wobei die Kolbengruppe 53 in
der Lage ist, sich differentiell relativ zu der Nockenplatte 49 und
ihren Stützteilen
zu drehen, die sich ebenfalls um die Achse A-A drehen, wobei die
Einheit 58 über
die versetzten Ports, wie oben beschrieben, mit der Schrägachsenpumpenanordnung 69 verbunden
ist, aber beide Einheiten als von der Lastschaltgetriebeeinheit 10 getrennte
Einheit auf dieselbe Weise wie in 13 beschrieben
wirkungsmäßig mit
der Lastschaltgetriebeeinheit 10 verbunden sind. Eine weitere
Ausführungsform
der Erfindung besteht darin, daß die
Drehkolbengruppe bei Verwendung auf die oben beschriebene Art in
Form axialer oder radialer Kolben vorliegt, die gegen Nockenplatten
wirken, so daß sich
der beschriebene Effekt ergibt, und wobei mit Achsen versehene Rollen mit
flachen Seiten, mit Achsen versehene Rollen mit gebogenen Seiten
oder Kugeln oder Rollen mit oder ohne Achsen (ein derartiges Ausführungsbeispiel
ist später
in 23, 24 gezeigt) gegen die passende
geschlossene Kurvenbahn in entweder einer axialen oder einer radialen
Position wirken.The invention as described in 17 can also with the Schrägachsenaxialkolbenverstellpumpeneinheit 69 which are operatively associated with a similar arrangement to a commutator plate 50 paved curved path 49 connected and mounted so that it rotates about a shaft on the axis AA, wherein the piston group 53 is capable of being differentially relative to the cam plate 49 and their supporting parts, which also rotate about the axis AA, the unit 58 via the offset ports, as described above, with the bent axis pump assembly 69 is connected, but both units than from the power transmission unit 10 separate unit in the same way as in 13 described operatively with the power transmission unit 10 are connected. Another embodiment of the invention is that the rotary piston group is in use in the manner described above in the form of axial or radial pistons acting against cam plates, so as to give the effect described, and wherein axes provided with flat sides, with Axles provided with curved sides or balls or rollers with or without axes (such an embodiment is later in 23 . 24 shown) against the proper closed cam track in either an axial or a radial position.
In
verschiedenen Ausführungsformen
ist die Erfindung für
alle Fahrzeug-, Lastkraftwagen- und Traktortypen geeignet. Bei Traktoren
und Lastkraftwagen sei auf die Anforderungen und Anwendung der Erfindung
auf Traktoren und Lastkraftwagen verwiesen, die beide außergewöhnliche
Drehmomentsanforderungen stellen und in extremem Maße äußeren, stark
schwankenden Energieanforderungen ausgesetzt sind. Die Untersuchung
der gegenwärtig verfügbaren und
fortschrittlichsten Technologie und Verfahren zum Umgang mit den
hohen Belastungen und der extremen Schwankungen der Drehmomentsanforderungen
sind zum besseren Verständnis
der Funktion und Anwendung der Erfindung bei Traktoren, Lastkraftwagen
und anderen Arten von leistungsstarken Transportmaschinen zweckmäßig. 18 zeigt
eine graphische Darstellung eines 24-Gang-Getriebes, das mit dem
bei 69 gezeigten Gang Eins beginnt, der ein Vorwärtsgang
mit einer Geschwindigkeit von 3,4 km/h ist, und Abstufungen durchläuft, die
den Motor bei jedem Gang wiederholte Zyklen durchlaufen lassen,
wobei jeder Zyklus mit wenigen Umdrehungen pro Minute (U/min) und
einer hohen Drehmomentslastanforderung beginnt, wobei für den Motor
bei geringer Drehzahl auch ein Punkt erreicht ist, an dem wenig
Leistung erzeugt und infolgedessen bei der Umwandlung des Kraftstoff-Luft-Gemisches
in Leistung ein starker Kraftstoffverbrauch und ein geringer Wirkungsgrad
vorliegt. Bei zunehmender Drehzahl des Motors nimmt die Leistungsabgabe
zu, bis die Motordrehzahl und das Drehmoment ausgeglichen sind.
An diesem Punkt, der sich im allgemeinen im mittleren Bereich der
jeweiligen Gänge
befindet, ist der Kraftstoffverbrauch am effizientesten. Bei weiter
zunehmender Drehzahl des Motors in einem bestimmten Gang nimmt der
Kraftstoffverbrauch zu und die Effizienz bei der Umwandlung von
Kraftstoff in Leistung nimmt ab. In 18 wiederholt
sich dieser durch die graphische Darstellung repräsentierte
Zyklus durch 24 Gänge und
Motorzyklen in der oben beschriebenen Form. Die Kurve 70 stellt
das gewünschte
durchschnittliche Übersetzungsverhältnis als
variabel dar, wobei es dem Motor möglich ist, konstant ausgeglichen
zwischen Motordrehzahl und Drehmomentslast zu laufen, wobei der
Kraftstoffverbrauch an diesem Punkt am geringsten und die Effizienz
des Motors bei der Umwandlung des Kraftstoffs in Leistung am höchsten ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, es dem Motor jederzeit
zu ermöglichen,
in diesem Ausgleichszustand mit maximaler Effizienz zu laufen.In various embodiments, the invention is suitable for all vehicle, truck and tractor types. For tractors and trucks, reference is made to the requirements and application of the invention to tractors and trucks, both of which provide exceptional torque requirements and are extremely exposed to external, highly fluctuating energy requirements. Examination of the currently available and most advanced technology and methods for dealing with the high loads and extreme variations in torque requirements is useful for better understanding the operation and application of the invention in tractors, trucks, and other types of high performance transportation machines. 18 shows a graphical representation of a 24-speed transmission, with the at 69 1, which is a forward gear at a speed of 3.4 km / h, and which passes through gradations that allow the engine to go through repeated cycles at each gear, with each cycle running at a few revolutions per minute (rpm) and a second high torque load request begins, and for the engine at low speed, a point is reached at which generates little power and consequently in the conversion of the fuel-air mixture in power high fuel consumption and low efficiency. As the speed of the engine increases, the power output increases until the engine speed and torque are balanced. At this point, which is generally in the middle of each gear, fuel economy is most efficient. As the engine speed increases in a particular gear, fuel consumption increases and efficiency in converting fuel to power decreases. In 18 This cycle represented by the graph repeats itself through 24 gears and engine cycles in the form described above. The curve 70 sets the desired average gear ratio as variable, allowing the engine to constantly balance between engine speed and torque load, with fuel consumption lowest at that point and engine efficiency highest in converting fuel to power. The object of the invention is to make it possible for the engine at any time to run with maximum efficiency in this compensating state.
19 ist
ein Diagramm des zum Erzielen der in 18 gezeigten
24-Gang-Abstufungen
erforderlichen komplexen Antriebsstrangs. 19 is a diagram of how to achieve in 18 24-speed shifts required complex powertrain.
Das
Antriebsstrangdiagramm in 19 beginnt
bei dem Motor 71. Das Drehmoment und die Pferdestärken (Leistung)
des Motors werden über
einen Drehmomentwandler 72 übertragen, um das Ausgleichen
der Stoßbelastungen,
die beim Gangwechsel und beim manuellen oder automatischen Einkuppeln
der Kupplungen erzeugt werden, zu unterstützen, wobei der Drehmomentwandler
auch insbesondere beim Start, der mit geringer Drehzahl und starker
Last einhergeht, genutzt wird. Der Effizienzaspekt der Drehmom entwandlerenergieübertragung ist
ein weiterer Grund für
Leistungsverlust aufgrund des Abwanderns von Energie, die als Wärme abgeführt wird.
Bei einem Traktor gemäß 19 sind
außer
den 24 Vorwärtsgängen ein
Power-Shift-Umkehrsatz 73,
eine Antriebskupplung 74, sechs Fahrgänge 75 und ein Kriechgang/Arbeitsgang 76 erforderlich.The driveline diagram in 19 starts at the engine 71 , The torque and horsepower (power) of the engine are through a torque converter 72 To assist in balancing the shock loads generated during the gear change and the manual or automatic engagement of the clutches, the torque converter is also used in particular at the start, which is associated with low speed and heavy load. The efficiency aspect of torque energy transfer is another cause of power loss due to the dissipation of energy dissipated as heat. In a tractor according to 19 apart from the 24 forward gears, this is a reversible power-shift set 73 , a drive coupling 74 , six drives 75 and a creeper / operation 76 required.
20 ist
eine geschnittene Darstellung eines 24-Gang-Getriebes, wobei die
Komplexität
und hohen Kosten eines Getriebes mit 24 Abstufungen oder Übersetzungsverhältnissen
zum Abgleichen der Leistungskurve auf ein akzeptables Niveau gezeigt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen stufenlosen Wechsel
der Übersetzungsverhältnisse unter
Verwendung einer minimalen Anzahl an Verschleißteilen und mit geringeren
Investitionskosten zu erreichen, während die Effizienz des Antriebsstrangs
erhöht,
die Stoßbelastungen
reduziert und das Abwürgen
oder Übertouren
des Motors ausgeschlossen sowie die Kraftstoffeinsparungen verbessert
und die Verschmutzung verringert werden. 20 FIG. 12 is a cross-sectional view of a 24-speed transmission showing the complexity and high cost of a 24-speed transmission or ratios for matching the power curve to an acceptable level. The invention has for its object to achieve a stepless change in the gear ratios using a minimum number of wearing parts and lower investment costs, while increasing the efficiency of the powertrain, reduces the shock loads and excludes engine stalling or overshoot and improves fuel savings and the Pollution can be reduced.
20 zeigt
die Turbokupplung/den Drehmomentwandler 76, den Power-Shift-Umkehrsatz 77, die
Antriebskupplung 78, sechs Fahrgänge 79, Kriechgänge/Arbeitsgänge 80,
den Vierradantriebsabtrieb zu der Vorderachse 81. 20 shows the turbo coupling / torque converter 76 , the power shift reversal set 77 , the drive coupling 78 , six drives 79 , Creepers / operations 80 , the four-wheel drive output to the front axle 81 ,
21 ist
eine geschnittene Darstellung der Turbokupplung/des Drehmomentwandlers 76. 21 is a sectional view of the turbo coupling / torque converter 76 ,
22 ist
eine graphische Darstellung der Auswirkung des Gleichgewichts zwischen
Drehzahl und Drehmoment, im Hinblick auf die Kraftstoffeffizienz,
auf einen Motor. Die Grundlinie 89 zeigt den tatsächlichen
Drehzahlbereich eines Dieselmotors bei dessen Verwendung bei einem
Traktor. Das Drehmomentniveau ist in Newtonmeter 83 wiedergegeben und
ein Graph des Drehmoments ist bei 84 gezeigt. Die Leistung
wird bei 85 in Kilowatt ausgedrückt und durch eine Leistungskurve
bei 86 dargestellt. Die Auswirkungen der Drehzahl und des
Drehmoments des Motors auf den Kraftstoffverbrauch sind in der graphischen
Darstellung bei 87 als Verbrauchskurve zu sehen. Es sei
darauf hingewiesen, daß bei
einer geringen Drehzahl von 1000 U/min bei 88 und einem hohen
Drehmoment von 640 Newtonmeter des Motors die Kraftstoffverbrennung
bei 215 g/kWh liegt. Liegt die Motordrehzahl zwischen 1400 U/min
und 1600 U/min bei 89 und das Drehmoment bei 650 Newtonmeter,
ist der Kraftstoffverbrauch an seinem niedrigsten Punkt von 195
g/kWh bei 92. Wenn die Motordrehzahl auf 2200 U/min bei 90 zunimmt
und das Drehmoment auf 85 Newtonmeter bei 91 verringert
wird, nimmt der Kraftstoffverbrauch bei 92 auf 225 g/kWh
zu. 22 is a graphical representation of the effect of the balance between speed and torque, in terms of fuel efficiency, on a motor. The baseline 89 shows the actual speed range of a diesel engine when used on a tractor. The torque level is in Newton meters 83 and a graph of torque is included 84 shown. The performance is at 85 expressed in kilowatts and by a power curve at 86 shown. The effects of engine speed and torque on fuel economy are included in the graph 87 to be seen as a consumption curve. It should be noted that at a low speed of 1000 rpm at 88 and a high torque of 640 Newton meters of the engine fuel combustion is 215 g / kWh. Engine speed is between 1400 rpm and 1600 rpm 89 and the torque at 650 Newton meters, fuel consumption is at its lowest point of 195 g / kWh 92 , When the engine speed at 2200 rpm at 90 increases and the torque increases 85 Newton meter at 91 is reduced, the fuel consumption increases 92 to 225 g / kWh too.
Es
wird deutlich, daß die
Aufgabe der Erfindung darin besteht, den Motor jederzeit, ungeachtet stark
schwankender Lasten und Leistungsforderungen, in dem Spitzeneffizienzbereich
zu betreiben, welcher der Punkt des Gleichgewichts zwischen Drehzahl
und Drehmoment für
diesen bestimmten Motor ist, wie dies in dem Graph bei 1450 U/min
und einem Drehmoment von 640 Newtonmeter mit einer Kraftstoffverbrennung
von 195 g/kWh gezeigt ist.It
it becomes clear that the
The object of the invention is the engine at any time, regardless of strong
fluctuating loads and power demands, in the peak efficiency range
to operate, which is the point of balance between speed
and torque for
this particular engine is, as in the graph at 1450 rpm
and a torque of 640 Newton meters with a fuel combustion
of 195 g / kWh is shown.
Die
graphische Darstellung in 22 wird nur
zur Veranschaulichung verwendet, da die Erfindung einen Ausgleich
von Motordrehzahl und -drehmoment bei stark schwankendem Drehzahl-
und Drehmomentsbereich vorsieht, der optimal ausgewählt und
kontinuierlich reaktiv durch Eingänge und Steuerung der Ausgänge der
Mikroprozessorsteuereinheit gemäß 14 in
der zuvor beschriebenen Form verändert
wird.The graphic representation in 22 is used for illustrative purposes only, as the invention provides for compensation of engine speed and torque with widely varying speed and torque ranges, optimally selected and continuously reactive through inputs and control of the outputs of the microprocessor control unit according to US Pat 14 is changed in the previously described form.
23 ist
eine Ausführungsform
der Erfindung, die für
Hochmomentschwerlasten bei Fahrzeugen und insbesondere beim Schwertransport
durch Lastkraftwagen und Hochmomentbetriebslasten im Vor- und Rückwärtsgang
bei Traktoren geeignet ist. 23 is an embodiment of the invention, which is suitable for high-torque heavy loads in vehicles and in particular in heavy transport by trucks and high torque operating loads in forward and reverse for tractors.
Obwohl
das Hauptgetriebe 11 entsprechend den hohen Last- und Drehmomentsanforderungen bemessen
ist, verkörpert
es im Hinblick auf die beiden Antriebsmittel des Hauptgetriebes 11 und
der Differentialgetriebebaugruppe 9, die zur Bildung der Lastschaltgetriebeeinheit 10 kombiniert
sind, dieselben, in 9 beschriebenen Prinzipien.
Die zwischen dem mechanisch von dem Primärleistungsantriebszweig angetriebenen
Kegelrad 5 und dem ringförmigen Ritzelträger 13 erforderliche
Drehzahlveränderung
entwickelt und steuert dieselben Reaktionskräfte wie die in den 4, 5, 6 und 7 beschriebenen.Although the main gear 11 dimensioned according to the high load and torque requirements, it embodies in terms of the two drive means of the main gearbox 11 and the differential gear assembly 9 for forming the power transmission unit 10 combined, the same, in 9 described principles. The bevel gear driven mechanically between the primary power drive branch 5 and the annular pinion carrier 13 required speed change develops and controls the same reaction forces as those in the 4 . 5 . 6 and 7 . described
23 zeigt
eine kompakte vereinheitlichte Kombination aus der hydraulisch/mechanischen
Differentialleistungssteuereinheit als Teil der Erfindung in Kombination
mit dem Lastschaltgetriebe 10, das, ähnlich wie in der Beschreibung
von 16, die Drehzahlveränderung und die Reaktionskräfte in der zuvor
erläuterten
Weise steuert. 23 shows a compact unified combination of the hydraulic / mechanical differential power control unit as part of the invention in combination with the power shift transmission 10 that, similar to the description of 16 , the speed change and the reaction forces in the manner previously explained controls.
23 erläutert insbesondere
die kompakte Beschaffenheit und Hochmomenteigenschaften dieser Ausführungsform
der Erfindung. Der Primärleistungsantriebszweig 42 ist
an einem ringförmigen Stützteil 92 angebracht,
das seinerseits eine Stütze bildet
und an einem ringförmigen,
innen gewickelten Nocken 93 befestigt ist. In 25 ist
eine Seitenansicht eines Abschnitts der Kurvenbahn und Axialkolbenanordnung
gezeigt. In 23 ist der Nocken 93 an
einem mit Öffnungen
versehenen Ventilgehäuse 94 befestigt,
der sich zusammen mit dem Nocken 93 dreht und damit gewährleistet,
daß ungeachtet
der Drehposition die Hydraulikfluidgänge 95 und 96 korrekt
ausgerichtet sind und für
die Zufuhr von Hochdrucköl
und den Rückfluß von Öl sowie
für die
richtige Position in bezug auf die in 25 gezeigten
Nockenlöcher 97 sorgen. 23 explains, in particular, the compact nature and high-torque properties of this embodiment of the invention. The primary power drive branch 42 is on an annular support member 92 attached, which in turn forms a support and on an annular, internally wound cam 93 is attached. In 25 is shown a side view of a portion of the cam track and axial piston assembly. In 23 is the cam 93 on an apertured valve housing 94 attached, which is together with the cam 93 rotates and thus ensures that regardless of the rotational position, the hydraulic fluid passages 95 and 96 are correctly aligned and for the supply of high pressure oil and the return of oil and for the correct position with respect to the in 25 shown cam holes 97 to care.
Das
stationäre
Gehäuse 98 in 23 ist
an dem nicht drehenden Teil des Ventilgehäuses 99 angebracht.
Die Ports 100 und 101 sind mit den entsprechenden
separaten internen Gängen
verbunden, um mit der Drehkolben gruppe 102 in Verbindung
zu stehen, so daß Hochdruck-
und Rücklauföl in die
Zylinderkammern 103(a) und 103(b) überführt wird,
und zwar zum geeigneten Zeitpunkt, um die Kolben 104(a) und 104(b) auszufahren
und an den Rollen 105(a) und 105(b) anzugreifen,
damit ein Angreifen an der richtigen Position auf der Kurvenbahn
erfolgt, um den Linearschub der Kolben 104(a), 104(b) in Drehbewegung
umzuwandeln und/oder als Rückhalteneinheit
zum Steuern der Drehzahl des ringförmigen Ritzelträgers 13 in
bezug auf das Kegelrad 5 zu wirken. Dies wird durch lineare
und radiale Trennung der Gänge 95 und 96 erreicht,
einschließlich
der linearen Gänge,
die mit den jeweiligen Zylinderkammern 103(a), 103(b) und
den anderen Zylindern, die radial und gleichmäßig in der drehbaren Kolbengruppe
angeordnet sind, von der ein Abschnitt in 25 gezeigt
ist, in Verbindung stehen.The stationary housing 98 in 23 is at the non-rotating part of the valve body 99 appropriate. The ports 100 and 101 are connected to the corresponding separate internal gears to group with the rotary lobe 102 to be in communication so that high pressure and return oil in the cylinder chambers 103 (a) and 103 (b) is transferred, at the appropriate time to the piston 104 (a) and 104 (b) drive out and on the rollers 105 (a) and 105 (b) attack so as to be engaged at the correct position on the curved path to the linear thrust of the piston 104 (a) . 104 (b) convert into rotational movement and / or as a retaining unit for controlling the rotational speed of the annular pinion carrier 13 with respect to the bevel gear 5 to act. This is achieved by linear and radial separation of the gears 95 and 96 achieved, including the linear gears, with the respective cylinder chambers 103 (a) . 103 (b) and the other cylinders which radially and uniformly in the rotatable piston group are ordered, of which a section in 25 shown is related.
Die
Wirkung der Drehkolbengruppe 102, die direkt an dem ringförmigen Ritzelträger 13 angebracht
ist, der die innen angeordneten Umlaufkegelritzel 7 drehbar
trägt,
wodurch eine Abtriebsdrehzahlveränderung
und Drehmomentkräfte
verursacht werden, die dadurch eingegrenzt werden, daß die Drehkolbengruppe 102 auf
zuvor beschriebene Weise hydraulisch differentiell gegen die Kurvenbahn 93 wirkt.The effect of the rotary lobe group 102 directly on the annular pinion carrier 13 is attached, which is the internally arranged recirculating bevel pinions 7 rotatably, thereby causing an output speed change and torque forces, which are limited by the fact that the rotary lobe group 102 Hydraulically differentially against the curved path in the manner previously described 93 acts.
In 23 erfolgt
die hydraulische differentielle Drehzahlsteuerung mittels Axialkolbenrollen 105(a), 105(b),
die am Außenumfang
der Lastschaltgetriebeantriebsstranganordnung 106 gegen
die Kurvenbahn 93 wirken, um maximale Effizienz und maximale
Drehmomentanwendung zu erreichen.In 23 the hydraulic differential speed control takes place by means of axial piston rollers 105 (a) . 105 (b) located on the outer circumference of the power shift transmission driveline assembly 106 against the curved path 93 act to achieve maximum efficiency and maximum torque application.
Die
dynamische hydraulische Differentialleistungssteuerung befindet
sich auf einer Seite des ringförmigen
Ritzelträgers 13 zur
Bildung einer kompakten integrierten und vereinheitlichten Anordnung mit
der Lastschaltgetriebeeinheit 10.The dynamic hydraulic differential power control is located on one side of the annular pinion carrier 13 to form a compact integrated and unified arrangement with the power transmission unit 10 ,
23 zeigt
die Erfindung in einer kompakten und effizienten Hochmomentform,
die für
alle zuvor beschriebenen Anwendungen, aber insbesondere als direkter
Ersatz von Fahrzeug-, Lastkraftwagen- und Traktordifferentialen
geeignet ist, um sowohl als unendlich variables stufenloses Getriebe
von Rückwärtsgang
bis Overdrive zu wirken und dabei außerdem den beiden Achsen 18 und 19 Differentialenergie
zuzuführen.
In einem (nicht gezeigten) Ausführungsbeispiel
kann das Differential 9 ein Selbstsperrdifferential oder
eine steuerbare Differentialsperranordnung sein. Die Erfindung in
der in 23 beschriebenen Form kann bei
einem Vierradantriebstraktor vorteilhafterweise mittig positioniert
sein, wobei die Halbachsen 18 und 19 mit Universaleinrichtungen
und Gelenkwellen zu den Vorder- und Hinterdifferentialen und Achsanordnungen
eines Vierradantriebfahrzeugs oder -traktors gemäß 26 verbunden
sind. 23 shows the invention in a compact and efficient Hochmomentform, which is suitable for all applications described above, but especially as a direct replacement of vehicle, truck and tractor differentials, to act both as an infinitely variable continuously variable transmission from reverse to overdrive and also the two axes 18 and 19 To supply differential energy. In an embodiment (not shown), the differential may be 9 a self-locking differential or a controllable differential lock order be. The invention in the in 23 described form can be advantageously positioned centrally in a four-wheel drive tractor, wherein the semi-axes 18 and 19 with universal devices and propshafts to the front and rear differentials and axle arrangements of a four-wheel drive vehicle or tractor according to 26 are connected.
24 ist
eine Ausführungsform
der in 23 beschriebenen Erfindung,
wobei der mechanische Primärantriebszweig
durch das Ritzel 107 und das Kegelrad 108 zu dem
Kegelrad 105 und auch über
das Zahnrad und das Kettenrad 42 zu dem Zahn- oder Kettenrad 20 übertragen
wird, welches seinerseits an der Schrägachsenverstellpumpe 69 angebracht
ist, die ihrerseits über
die Ports 60 und 61, die in geeigneter Weise mit
den Ports 60 und 61 verbunden sind, die in geeigneter
Weise mit den Ports 100 und 101 in dem kombinierten
differentiellen reaktiven hydraulisch/mechanischen Lastschaltgetriebe 106 gemäß der Beschreibung
in 23 verbunden sind, Hydraulikfluid liefert und
empfängt.
Die Erfindung gemäß der Beschreibung
in 24 ist insbesondere als Ersatz für Getriebe
und Differential geeignet und befindet sich in der normalen Position
für Differentiale
in Fahrzeugen und insbesondere Lastkraftwagen und Traktoren, wobei
sie in sich abgeschlossen ist und lediglich ein Hochgeschwindigkeitskurbelwellenstumpf
zum Antreiben an A erforderlich ist, das mit dem Ritzel 107 verbunden
ist, und wobei der andere externe Eingang die Steuerung durch den
Eingang von der Mikroprozessorsteuereinheit 45 gemäß der Beschreibung
in 14 an der motoraktivierten Führungsspindel 66 gemäß der Beschreibung
in 17 ist. 24 is an embodiment of the in 23 described invention, wherein the mechanical primary drive branch through the pinion 107 and the bevel gear 108 to the bevel gear 105 and also about the gear and the sprocket 42 to the toothed or sprocket wheel 20 is transmitted, which in turn on the Schrägachsenverstellpumpe 69 attached, in turn, over the ports 60 and 61 that work with the ports appropriately 60 and 61 connected in a suitable way with the ports 100 and 101 in the combined differential reactive hydraulic / mechanical power shift transmission 106 as described in 23 are connected, supplying and receiving hydraulic fluid. The invention as described in 24 is particularly suitable as a replacement for transmission and differential and is in the normal position for differentials in vehicles and in particular trucks and tractors, being self-contained and requiring only one high-speed crankshaft stub for driving on A with the pinion 107 is connected, and wherein the other external input control by the input from the microprocessor control unit 45 as described in 14 on the motor-activated guide spindle 66 as described in 17 is.
Wie
zuvor beschrieben, unterliegen alle differentiellen hydraulisch/mechanischen
Leistungssteuereinheiten, die in sämtlichen Figuren in bezug auf diese
Erfindung beschrieben sind, der Umkehr der Reaktionskräfte und
werden ggf. mit Rückschlagventilen
ausgestattet, um das Einleiten von Hydraulikfluid auf der Niederdruckseite
des Hydraulikkreislaufs zu ermöglichen
und so Kavitation zu verhindern. Wenn die Energieumkehr erfolgt,
können
die Absperrventile auf beiden Seiten des Kreislaufs einstückig mit Überdruckventilen
und/oder einer Befüllpumpe
sein, um den wechselnden Niederdruckseiten des Kreislaufs das Niederdruckhydraulikfluid
im erforderlichen Fall zuzuführen.As
previously described, all are subject to differential hydraulic / mechanical
Power control units, which in all figures with respect to these
Invention, the reversal of the reaction forces and
if necessary, with check valves
equipped to introduce hydraulic fluid on the low pressure side
allow the hydraulic circuit
and so prevent cavitation. When the energy reversal occurs,
can
the shut-off valves on both sides of the circuit integral with pressure relief valves
and / or a filling pump
be the low pressure hydraulic fluid around the alternating low pressure sides of the circuit
to be supplied in the required case.
25 funktioniert
wie zuvor in 23 beschrieben. In 25 ist
das Segment der Kurvenbahn 93 vom Ende her zu sehen, wobei
die Drehkolbengruppe 102, die Zylinderkammern 103(a), 103(b) und 103(c),
die Kolben 104(a), 104(b) und 104(c),
die Rollen 105(a), 105(b) und 105(c) zu
sehen sind. Die Kurvenbahn 93 weist eine Bahn in Form gegenläufiger Wellen
auf, die symmetrisch ist und damit in der Balance bleibt. Die Kolben 104(a), 104(b), 104(c) und
die anderen Kolben sind radial angeordnet und so aktiviert, daß sie beim
Drehen im Gleichgewicht bleiben. Die Radialanordnung der Zylinder
und Kolben in der Radialkolbendrehgruppe 102 sind relativ zu
der Wellenform der Kurvenbahn 93 so angeordnet, daß, während die
Kolben 104(c) und die Rolle 105(c) in einer Position
zum Übertragen
von Energie entweder zu der Wellenform der Kurvenbahn 93 hin oder
von ihr weg sind, die Rolle 105(b) und der Kolben 104(b) den
Zyklus abgeschlossen haben und die Zylinderkammer 103(b) Maximalverdrängung erfahren
hat. Diese Aktion findet gleichmäßig stufenweise über die
mehreren Kolben und Wellenformen um den gesamten Umfang der Anordnung
statt, um einen glatten Übergang
von umlaufenden zu sich hin- und herbewegenden Ölsäulen zu erreichen, die fortschreitend
von der in 24 gezeigten Schrägachsenverstellaxialkolbenpumpe 69 übertragen
und gesteuert werden. 25 works as before in 23 described. In 25 is the segment of the curved path 93 to see from the end, with the lobe group 102 , the cylinder chambers 103 (a) . 103 (b) and 103 (c) , the pistons 104 (a) . 104 (b) and 104 (c) , the roles 105 (a) . 105 (b) and 105 (c) you can see. The curved path 93 has a trajectory in the form of opposite waves, which is symmetrical and thus remains in balance. The pistons 104 (a) . 104 (b) . 104 (c) and the other pistons are radially arranged and activated so that they remain in balance when turning. The radial arrangement of the cylinders and pistons in the radial piston rotating group 102 are relative to the waveform of the curved path 93 arranged so that, while the pistons 104 (c) and the role 105 (c) in a position to transfer energy either to the waveform of the curved path 93 gone or gone, is the role 105 (b) and the piston 104 (b) have completed the cycle and the cylinder chamber 103 (b) Maximal displacement has experienced. This action takes place uniformly in stages over the multiple pistons and undulations around the entire circumference of the assembly to achieve a smooth transition from circulating to reciprocating oil columns progressing from the in-line 24 shown Schrägachsenverstellaxialkolbenpumpe 69 be transferred and controlled.
26 zeigt
eine geschnittene Darstellung eines Vierradantriebstraktors mit
einer Ausführungsform 106 der
Erfindung gemäß der Beschreibung
in 17, die vorteilhafterweise so angebracht ist,
daß sie
Differentialenergie an die Vorder- und Hinterachse 108 und 109 liefert. 26 shows a sectional view of a four-wheel drive tractor with an embodiment 106 of the invention as described in FIG 17 , which is advantageously mounted so that it differential energy to the front and rear axle 108 and 109 supplies.
27 zeigt
eine geschnittene Darstellung einer Tandemantriebsanordnung 110,
wobei das Hauptgetriebe/Schaltgetriebe und das Primärantriebsdifferential
durch eine Ausführungsform 111 der Erfindung
gemäß der Beschreibung
in den 23 und 24 ersetzt
sind. 27 shows a sectional view of a tandem drive assembly 110 wherein the main transmission / manual transmission and the primary drive differential by an embodiment 111 the invention as described in the 23 and 24 are replaced.
Die
mechanische Gelenkwelle von dem Reihenmotor lieferte Energie und
wäre an 109 angeschlossen,
wobei die mechanische Antriebsleistung des Motors in Richtung des
Pfeils 112 erfolgte. Wenn die Getriebeanordnung in dem
Differentialgehäuse so
installiert ist, wie es durch den Pfeil 113 angezeigt ist,
wären die
Getriebedifferentialvollachsen bei 114 und 115 angeschlossen
und versorgten in entsprechender Position beide Achsen bei 116 und 117 mit abgegebener
Leistung. Es sei darauf hingewiesen, daß das integrierte Triebwerk 111 in
Tandem- und/oder Einachsmaschinen gemäß der Beschreibung in 27 verwendet
werden kann.The mechanical PTO shaft from the in-line engine provided power and would be on 109 connected, with the mechanical drive power of the motor in the direction of the arrow 112 took place. When the gear assembly is installed in the differential case as indicated by the arrow 113 is displayed, the transmission differential full axles would be at 114 and 115 connected and supplied both axes in the appropriate position 116 and 117 with delivered power. It should be noted that the integrated engine 111 in tandem and / or single-axle machines as described in 27 can be used.
28 zeigt
eine Ausführungsform
der Erfindung, bei der bei dem äußeren Hauptgetriebe 11 gemäß der Beschreibung
in 9 die Differentialgetriebebaugruppe 9 an
einer Seite des äußeren Hauptgetriebes 11 mit
den ringförmigen
Ritzelträgern 13 befestigt
sein kann, die die außen
angeordneten Umlaufkegelritzel 7 drehbar lagern. Dadurch
kann eine Lastschaltgetriebeeinheit 10 mit sehr hohem Drehmoment
bereitgestellt werden, wobei der reduzierte Außendurchmesser einen Maximaldurchmesser
des Hauptgetriebes 11 ermöglicht, das das erste Kegelrad 5 und
die koaxial angeordnete Umlaufanordnung 12 zur Drehung
um eine erste Achse A-A aufweist. Die Umlaufgetriebeanordnung 12 ist
innen angeordnet und auf einem inneren ringförmigen Ritzelträger 13 abgestützt. Von
dem hohlen ringförmigen
Ritzelträger 13 stehen
Spindeln 4 ab und sind an diesem befestigt. Die Spindeln 4 stützen die
Kegelritzel 7, die sich mittels Lagern 8 frei
um die Spindeln 4 drehen können. Die äußeren Enden der Spindeln 4 sind
an einem Zahn- oder Kegelrad 43 angebracht. Die Funktion
der Getriebeeinheit 10 ist in 8, 9 beschrieben,
wobei der Primärantriebszweig
in 28 als A, der variable sekundäre Antriebszweig bei 43 als
B und der Leistungsabtrieb über
das zweite Kegelrad 6 als C gezeigt ist, welches seinerseits
direkt bei D an dem Differentialträger 20 befestigt ist. 28 shows an embodiment of the invention, wherein in the outer main transmission 11 as described in 9 the differential gear assembly 9 on one side of the outer main gearbox 11 with the annular pinion carriers 13 may be attached, which is the outside arranged bevel pinion 7 rotatably store. As a result, a power shift transmission unit 10 be provided with very high torque, wherein the reduced outer diameter of a maximum diameter of the main gear 11 allows that the first bevel gear 5 and the coaxially arranged circulation arrangement 12 for rotation about a first axis AA. The epicyclic gear arrangement 12 is arranged inside and on an inner annular pinion carrier 13 supported. From the hollow annular pinion carrier 13 stand spindles 4 from and are attached to this. The spindles 4 support the bevel pinions 7 who are using camps 8th free around the spindles 4 can turn. The outer ends of the spindles 4 are on a toothed or bevel gear 43 appropriate. The function of the gear unit 10 is in 8th . 9 described, wherein the primary drive branch in 28 as A, the variable secondary drive branch at 43 as B and the power output via the second bevel gear 6 is shown as C, which in turn is directly at D on the differential carrier 20 is attached.
Dies
ermöglicht,
daß die
Abtriebskraft über das
zweite Kegelrad 6 des Hauptgetriebes 11 zu einer
Seite des Hauptgetriebes 11 zu einer Differentialgetriebebaugruppe 9 mit
großem
Durchmesser übertragen
werden kann, die an einer Seite angebracht ist und deren Durchmesser
gleich dem der Kegelräder 5, 6 sein
kann, um eine normale differentielle Übertragung der Leistung bei
sehr hohem Drehmoment zu ermöglichen.This allows the output force via the second bevel gear 6 of the main gearbox 11 to one side of the main gearbox 11 to a differential gear assembly 9 can be transmitted with a large diameter, which is attached to one side and whose diameter is equal to that of the bevel gears 5 . 6 can be to allow a normal differential transmission of power at very high torque.
Die
normale Differentialfunktion liefert Leistung über das Seitenzahnrad 17 an
die Achse 19 und über
das Seitenzahnrad 16 durch das hohle Kegelrad 6,
die Trägeranordnung 118 und
das Kegelrad 5 mittels der Achse 18.The normal differential function provides power over the side gear 17 to the axis 19 and over the side gear 16 through the hollow bevel gear 6 , the carrier assembly 118 and the bevel gear 5 by means of the axis 18 ,
Es
sei darauf hingewiesen, daß das
Differential links oder rechts angeordnet sein kann und das Prinzip
in den verschiedenen Ausführungsformen, wie
sie in den 9, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 23, 24, 26 gezeigt
und beschrieben sind, eingebracht werden kann. Die in 28 beschriebene
Erfindung ist besonders zur Anwendung in den in den 24 und 27 beschriebenen
Ausführungsformen
geeignet, insbesondere als direkter Ersatz für ein Standarddifferential,
wodurch sowohl die Funktion eines Schaltgetriebes und eines Differentials
in einem begrenzten radialen Raum ermöglicht wird, wodurch zwecks
Bodenfreiheit die Verringerung des Durchmessers möglich ist,
wenn eine Verwendung bei Anwendungsfällen mit extrem hohen Drehmoment,
wie beispielsweise bei Traktoren, Lastkraftwagen und leistungsstarken
Fahrzeugen gemäß 27 erfolgt.
Es sei darauf hingewiesen, daß die
Verwendung derselben Technologie, wie sie in 28 beschrieben
ist, als vereinheitlichter verbesserter Antriebsstrang, der die
zuvor beschriebene Ausführungsform
einer hydraulisch gesteuerten hydraulisch/mechanischen Differentialleistungssteuereinheit
mit einer Hauptlastschaltgetriebeeinheit und einem seitlich befestigten
Differential zur Ermöglichung
eines stufenlosen Zahnradantriebs für alle Arten von Fahrzeugen,
Lastkraftwagen und Traktoren sowie einer Differentialfunktion kombiniert,
nur eine Frage des Maßstabes
ist.It should be noted that the differential can be arranged left or right and the principle in the various embodiments, as shown in the 9 . 12 . 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 23 . 24 . 26 shown and described, can be introduced. In the 28 described invention is particularly for use in the in the 24 and 27 described embodiments, in particular as a direct replacement for a standard differential, whereby both the function of a gearbox and a differential in a limited radial space is made possible, which for the purpose of ground clearance, the reduction of the diameter is possible when use in applications with extremely high torque, such as For example, in tractors, trucks and high-performance vehicles according to 27 he follows. It should be noted that the use of the same technology as used in 28 As a unified improved powertrain, which combines the previously described embodiment of a hydraulically controlled differential hydraulic / mechanical control unit with a main power transmission unit and a laterally mounted differential to enable a continuously variable transmission for all types of vehicles, trucks and tractors and a differential function, only one question of scale.
Zwar
wurde die vorliegende Erfindung mit besonderem Augenmerk auf bevorzugte
Ausführungsformen
beschrieben, aber sie läßt sich
mit verschiedenen Veränderungen
und Modifizierungen verkörpern,
die sich insbesondere von denjenigen unterscheiden können, die
in der vorstehenden Beschreibung beschrieben worden sind. Diese
Abwandlungen und Veränderungen
sind ohne Abweichung vom durch die Ansprüche begrenzten Umfang der Erfindung
möglich.Though
the present invention has been particularly preferred
embodiments
described, but she lets herself
with different changes
and embody modifications,
which may differ in particular from those who
have been described in the above description. These
Modifications and changes
are without departing from the scope of the invention limited by the claims
possible.